?? 人類文明的不斷推(tui)進給地球帶來了(le)沉重的負擔，據有關(guan)統計顯(xian)示，全球每年產(chan)生 13 億(yi)噸(dun)食(shi)物(wu)垃圾和 5000 萬噸(dun)電(dian)子垃圾。 食物垃圾處(chu)理起來比(bi)較容易(yi)，但是(shi)電子垃圾卻往(wang)往(wang)令(ling)人頭痛。廢舊電池(chi)通常經(jing)過極端加熱（超過 500°C）進行處理，以冶(ye)煉出一些貴重的金屬，但是(shi)這一過程往(wang)往(wang)會散(san)發出有(you)害有(you)毒氣(qi)體。 近日，新(xin)(xin)加坡南(nan)洋(yang)理工大學的科學家們開發了一種新(xin)(xin)方法，利用(yong)果皮廢料從廢舊(jiu)鋰離(li)子電池中提取(qu)出(chu)(chu)重金屬，并利用(yong)這(zhe)些重金屬制造出(chu)(chu)新(xin)(xin)的鋰電池。這(zhe)項研究的結果發表在(zai)《環境科學與技術》上。 
通過這種方法處理廢舊電池，不僅可以解決食物垃圾和電子垃圾的問題，并且該過程不會產生有害氣體，同時產生的固體殘留物也被認為是無毒的，這表明該方法對環境無害。
南洋理工大(da)學的(de)研(yan)究(jiu)人(ren)員表示，正在做進一(yi)步的(de)研(yan)究(jiu)，以(yi)優化這些由(you)回收材料制(zhi)成的(de)新型電池的(de)充放(fang)電循環性能。 棘手的廢舊電池回收難題 廢舊電池對環境影響巨大。科學調查表明，一顆普通電池被丟棄在大自然后，可以污染 60 萬升水，相當于一個人一生的用水量，而中國每年要消耗這樣的電池大約 70 億只。 不(bu)僅僅是中國，這樣的(de)問題同樣困(kun)擾著世(shi)界(jie)其他地(di)方(fang)。因此，世(shi)界(jie)各(ge)地(di)的(de)研(yan)究人員都在研(yan)究各(ge)種(zhong)處理廢(fei)舊電池的(de)方(fang)法(fa)。 比(bi)如(ru)目前正在探索使用強酸溶液(ye)或弱酸溶液(ye)與過氧(yang)(yang)化(hua)氫提取金屬的替代方(fang)法(fa)，但這(zhe)些方(fang)法(fa)仍會產(chan)生二次污染(ran)物(wu)，構成健康和安全風險，或依(yi)賴(lai)于(yu)危險且不穩定的過氧(yang)(yang)化(hua)氫進行處(chu)理(li)。 
通過(guo)工業方法回收產生有(you)害污染物(wu)的電池廢料，即利用水(shui)作為提取溶劑的濕法冶金方法，正日益(yi)作為一種可能的替(ti)代方法加(jia)以(yi)探索。 這一過程首(shou)先將(jiang)廢(fei)舊電池粉碎(sui)，形(xing)成一種被稱為黑色(se)物(wu)質的粉碎(sui)材(cai)料，然(ran)后，通過高溫(wen)將(jiang)其溶解在強酸、弱(ruo)酸及(ji)其他化(hua)學物(wu)質（如過氧化(hua)氫(qing)）的混合物(wu)中(zhong)，從(cong)黑色(se)物(wu)質中(zhong)提取出有價值(zhi)的金屬。 對于這種方式，南洋理工大學材料科學與工程學院和生物科學學院的 Dalton Tay 助理教授表示，雖然相對于傳統方法而言這種方法更為環保，但是在(zai)工(gong)業規模(mo)上使用此類強化學物(wu)質可能會(hui)產生大(da)量的(de)二次污染(ran)物(wu)，構成重大(da)的(de)安全和健康風險。 而在這項最新論文中，研究小組發現，將經過烤箱干燥并磨成粉末的橙皮與柑桔類水果中發現的一種弱有機酸——檸檬酸結合使用，可以達到相同的目標。 低成本、可持續的方法 在(zai)實(shi)驗室(shi)的試(shi)驗中(zhong)(zhong)，研究小組發現，他們的方法成功地從廢舊鋰離子電池中(zhong)(zhong)提取(qu)了大約(yue) 90％ 的鈷、鋰、鎳和(he)錳(meng)，這一效果與使用(yong)過氧化(hua)氫(qing)的方法相當。 
論文作者、南洋(yang)理工大學能源研究所 Chor Yong Tay 解釋(shi)道，這種(zhong)方法(fa)的關(guan)鍵(jian)在于橘(ju)皮(pi)中(zhong)(zhong)的纖維素，在提取過(guo)程中(zhong)(zhong)，它被(bei)加熱(re)后會轉化(hua)為糖。這些糖能促進(jin)從電池(chi)廢料中(zhong)(zhong)回收金屬。 橘皮(pi)中天然存(cun)在的(de)(de)抗氧化劑，如類黃酮和酚酸，也有助于這種增(zeng)強(qiang)作用。更(geng)為重要的(de)(de)是，這種工藝(yi)產生的(de)(de)固體殘留物被發現是無(wu)毒的(de)(de)，這表明該方法對環(huan)境無(wu)害(hai)。 而且(qie)從回收的材(cai)料中(zhong)，該研(yan)究團隊組裝出(chu)新的鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)，顯示出(chu)與商用電(dian)池(chi)相似的充電(dian)能力。 研究人員表示，這表明新技術“在工業意義上回收廢舊鋰電池實際上是可行的”。進一步的研究正(zheng)在進行中，以(yi)優化這(zhe)些由回收(shou)材料(liao)制成的新(xin)型電池的充放電循環性(xing)能。 “救活”廢舊電池，意義重大 論文通訊作者之一、南洋理工大學新加坡 CEA 循環經濟研究聯盟（NTU SCARCE）實驗室的聯合主任 Madhavi Srinivasan 教授表示：“目前電子垃圾的工業回收過程是能源密集型的，會排放有害污染物和液體廢物，這表明隨著電子垃圾數量的增加，迫切需要一些環保的方法來解決這些問題。而我們的團隊已經證明，使用生物可降解物質的方法是可行的。” 這些發(fa)現(xian)(xian)是(shi)基于南(nan)洋理(li)(li)工大學能(neng)源研究所(suo)現(xian)(xian)有的(de)工作基礎之上得出的(de)。SCARCE 實(shi)驗室的(de)建立旨(zhi)在開發(fa)更環保的(de)電子垃圾回收方式，它也(ye)是(shi)南(nan)洋理(li)(li)工大學智能(neng)校園計劃(hua)的(de)一部分，該計劃(hua)旨(zhi)在為可持續(xu)發(fa)展的(de)未來開發(fa)先進的(de)技術解決方案(an)。 Tay 助理教授補充道：“在資源匱乏的新加坡，這種從各種廢棄電子中提取有價值金屬的城市采礦過程顯得非常重要。通過這種方法，我們不僅通過盡可能多地使用這些貴金屬來解決資源枯竭的問題，而且還解決了電子垃圾和食物垃圾的積聚這兩種日益嚴重的全球危機。” 
由南洋理(li)工(gong)大學(xue)領導的(de)一個科(ke)學(xue)小(xiao)組已(yi)經(jing)開發出一種新方法，利用(yong)果(guo)皮(pi)廢料從廢舊鋰離子(zi)電池中提(ti)取并再利用(yong)貴金屬，從而(er)制造(zao)出新的(de)電池。Dalton Tay 助理(li)教授（左），Madhavi Srinivasan 教授（右） Madhavi 教授表示：“這種廢物資源化的方法還可能擴展到其他類型的富含纖維素的水果和蔬菜廢物中，以及嘗試處理不同的鋰電池類型，例如磷酸鐵鋰和鋰鎳錳鈷氧化物這兩種電池類型。這將有助于我們朝著新的電子垃圾循環經濟邁進一大步，并以更綠色、更可持續的方式為我們的生活提供動力。” 該團隊(dui)現在(zai)正在(zai)尋求進一步提高(gao)由(you)該方(fang)法處理過的(de)電池的(de)性能。他們(men)也在(zai)優(you)化實驗條件，以(yi)擴大生(sheng)產規模，并探索在(zai)生(sheng)產過程中日和盡量避免使(shi)用酸。 相(xiang)信在就(jiu)不久的(de)將來，廢舊(jiu)鋰(li)電池的(de)處(chu)理對(dui)于人們來講(jiang)再(zai)也不是一件困(kun)難的(de)事情，而地球也將因此(ci)避免(mian)由鋰(li)電池產生的(de)污染。 |
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