Denník N

Plesňami recyklujú kovy z nabíjateľných batérií

Nabíjateľné batérie aj z týchto smartfónov sa budú dať recyklovať pomocou plesní. Foto – TASR/AP
Nabíjateľné batérie aj z týchto smartfónov sa budú dať recyklovať pomocou plesní. Foto – TASR/AP

Vedci vyvinuli metódu na získavanie kovov z nepotrebných odpadových nabíjateľných batérií. Používajú na to plesne.

V súčasnosti nájdeme nabíjateľné batérie doslova na každom kroku – od notebookov, hodiniek a smartfónov až po AA batérie a autobatérie.

Použitie takýchto nabíjateľných akumulátorov má jeden problém: ich výdrž je obmedzená. Po 5-tisíc až 40-tisíc cykloch nabitia a vybitia – závisí od typu, výrobcu a účelu – dosiahnu svoj limit a je potrebné ich nahradiť.

Preto každým rokom končí čoraz viac takýchto batérií na skládkach odpadov, kde sa pomaly rozkladajú. Látky z nich môžu unikať do životného prostredia.

Ich recyklácia zvyčajne pozostáva z energeticky veľmi náročného procesu tavenia, po ktorom sa kovy z batérií extrahujú s použitím kyselín. Tento proces zase vytvára veľa nebezpečného odpadu.

Preto sa vedecký tím z University of South Florida pod vedením Jeffreyho Cunninghama rozhodol vyvinúť metódu, ktorá by životné prostredie zaťažovala menej a bola by aj finančne menej náročná.

Výsledky svojich experimentov predstavili koncom augusta na 252. národnom stretnutí a expozícii Americkej chemickej spoločnosti.

Plesne ako recyklačný nástroj

Na znovuzískanie kovov používaných v týchto nabíjateľných batériách, ako napríklad lítium (Li) a kobalt (Co), použili bádatelia plesne. „Bol to nápad jedného z našich študentov, ktorý mal skúsenosti s extrakciou niektorých kovov zo zvyškov po tavení,“ vysvetlil Cunningham v správe.

„Nastáva obrovský nárast používania smartfónov a aj iných produktov používajúcich nabíjateľné batérie… Dopyt po lítiu je teda rastúci, preto už nie je ekonomické ťažiť ho zo stále nových zdrojov. Plesne predstavujú veľmi lacnú pracovnú silu,“ dodal vedec.

Počas experimentov pracovali autori s troma rôznymi druhmi plesní: Aspergillus niger, Penicillium simplicissimum a Penicillium chrysogenum.

The fungi Aspergillus niger (top left), Penicillium simplicissimum (top right) and Penicillium chrysogenum (bottom) can recycle cobalt and lithium from rechargeable batteries. Credit: Aldo Lobos
Plesne druhu Aspergillus niger (vľavo hore), Penicillium simplicissimum (vpravo hore) a Penicillium chrysogenum (dole). Tieto mikroorganizmy dokážu recyklovať kovy (kobalt a lítium) z nabíjateľných batérií. Foto – Aldo Lobos, ACS

„Vybrali sme práve tieto druhy plesní, pretože pri nich bola pozorovaná schopnosť extrahovať kovy z iných odpadových materiálov. Predpokladali sme, že by mohol byť mechanizmus tejto extrakcie podobný a že by plesne mohli byť schopné extrahovať lítium a kobalt z použitých batérií,“ vraví Cunningham.

Kyselina z plesní

Ako proces funguje? Pri iných metódach recyklácie kovov z batérií sa používajú silné kyseliny. Aby mohol podobný proces prebiehať aj pri plesniach, vedci pomleli katódy batérií na prášok. Plesne produkujú kyselinu šťaveľovú (etándiovú) a citrónovú, ktoré sú síce slabšie než priemyselne používané kyseliny, no na rozpustenie kovov stačia.

Ich koncentrácia v použitom roztoku bola veľmi nízka: 10 až 100 mikromólov na liter. Znamená to, že proces bude pravdepodobne trvať pomerne dlho, no rozhodne bude environmentálne prijateľnejší.

Tím vedcov počas výskumu optimalizoval podmienky na rýchly a efektívny rast plesní, charakterizoval, aké kyseliny sa počas ich rastu produkujú, a otestoval ich pri spracovaní batérií. Pomocou kyselín z plesní dokázali autori obnoviť až 85 percent použitého lítia a 48 percent kobaltu.

Uvedené kovy ostávajú po tomto procese vo forme solí v roztoku kyselín. Plány do budúcna sú preto jasné: Cunninghamov tím musí nájsť cestu, ako kovy z roztoku dostať. „Máme nápady, ako odobrať kobalt a lítium z roztoku kyseliny, no nateraz zostávajú iba nápadmi,“ povedal Cunningham.

Dostupné z: abstraktu Americkej chemickej spoločnosti.

Teraz najčítanejšie