Китайские ученые разработали новую технологию переработки литий-ионных аккумуляторов, которая отличается высокой эффективностью и экологической безопасностью.

Исследование, проведенное специалистами из Центрального южного университета в Чанше, Гуйчжоуского педагогического университета и Национального инженерного исследовательского центра, позволило создать метод, который позволяет извлекать 99,99% лития из старых батарей без использования агрессивных химических реагентов.

Литий-ионные аккумуляторы широко применяются в современной электронике и электромобилях, однако их утилизация связана с серьезными экологическими проблемами. Отработанные батареи содержат токсичные вещества, загрязняющие окружающую среду, а добыча лития и других редких металлов требует значительных природных ресурсов. Поэтому ученые активно ищут альтернативные способы их переработки.

Ранее исследователи из Университета Лестера предложили метод извлечения металлов с помощью наноэмульсий на основе растительных масел. Китайские специалисты пошли другим путем и разработали процесс, который исключает применение едких кислот, заменяя их нейтральным раствором. Ключевыми элементами их технологии стали “микробатареи”, способные разрушать структуру использованных аккумуляторов, и аминокислота глицин, которая помогает эффективно извлекать металлы.

Глицин играет важную роль в этом методе. Он действует как связующее вещество, захватывая ионы лития, никеля, кобальта и марганца, а также предотвращая образование побочных соединений. Кроме того, глицин выступает в роли естественного буфера, поддерживая нейтральный уровень pH раствора, что делает процесс значительно безопаснее по сравнению с традиционными методами.

Дополнительным преимуществом является то, что раствор глицина, оставшийся после переработки, не становится отходом, а может быть использован в качестве удобрения. Таким образом, технология не только позволяет извлекать ценные металлы с рекордной эффективностью — 99,99% лития, 96,8% никеля, 92,35% кобальта и 90,59% марганца всего за 15 минут — но и делает переработку более устойчивой и ресурсосберегающей.

Этот метод представляет собой важный шаг в развитии экологически безопасных технологий утилизации батарей и может сыграть значительную роль в сокращении негативного воздействия аккумуляторного производства на окружающую среду.

Источник: Interesting Engineering

Новое исследование, проведенное учеными из Кардиффского университета, позволило пролить свет на происхождение двух загадочных гигантских структур в мантии Земли, известных как “большие провинции с низкой скоростью” (LLVP).

Эти области, расположенные под Африкой и Тихим океаном, давно привлекали внимание геологов своей необычной плотностью и влиянием на сейсмические волны. Теперь ученые предполагают, что LLVP представляют собой древнюю океаническую кору, погрузившуюся в мантию за последний миллиард лет.

Согласно данным исследования, в этих зонах сейсмические волны от землетрясений распространяются на 1-3% медленнее, чем в остальной части мантии. Это может свидетельствовать о том, что LLVP оказывают влияние на магнитное поле Земли, изменяя тепловой поток, идущий от ядра планеты.

Происхождение этих структур остается предметом научных дискуссий. Одна из теорий предполагает, что LLVP могут быть остатками материала, появившегося еще на ранних этапах формирования Земли. Некоторые ученые полагают, что это может быть слой несмешанных пород, сохранившийся со времен зарождения планеты, или даже остатки гигантского астероида, столкновение с которым могло привести к образованию Луны. Другая гипотеза утверждает, что LLVP возникли в результате субдукции — процесса, при котором одна тектоническая плита погружается под другую, унося с собой океаническую кору в глубины мантии.

Команда исследователей использовала компьютерное моделирование, чтобы определить, где субдуцированная кора входила в мантию в течение последнего миллиарда лет. В результате оказалось, что переработка океанической коры действительно могла привести к образованию LLVP без необходимости в наличии плотного первоначального слоя в основании мантии. Это открытие говорит о том, что подобные структуры могли сформироваться естественным образом благодаря субдукции, а их возраст может быть связан с моментом появления этого процесса на Земле.

Если LLVP действительно являются продуктом субдукции, это может означать, что они начали формироваться вскоре после начала этого процесса. Однако происхождение самой субдукции остается спорным вопросом: некоторые ученые считают, что она зародилась около 4 миллиардов лет назад, в то время как другие датируют ее началом лишь миллиард лет назад.

Исследование также выявило ключевые различия между двумя сгустками. LLVP под Африкой, вероятно, старше и менее плотный, поскольку в нем меньше вулканического материала. В то же время LLVP под Тихим океаном питается зонами субдукции Тихоокеанского огненного кольца, что делает его более насыщенным корковыми породами.

Полученные результаты помогут не только лучше понять историю геологических процессов на Земле, но и пролить свет на механизмы, влияющие на движение тектонических плит, формирование вулканов и даже изменения магнитного поля планеты.

Источник: Live Science

Исследователи из нескольких ведущих университетов, включая Свободный университет Брюсселя (VUB), Рижский технический университет и Королевский Мельбурнский технологический институт, представили новую технологию, основанную на трибоэлектрических наногенераторах (TENG).

Эти устройства, преобразующие механическое движение в электрическую энергию, могут помочь снизить зависимость от ископаемого топлива.

В своем исследовании ученые предложили использовать крошечные пластиковые шарики для выработки электроэнергии. Когда шарики соприкасаются друг с другом, они заряжаются благодаря трибоэлектрическому эффекту, аналогично тому, как воздушный шар, потертый о волосы, создает статический заряд.

Эксперименты показали, что размер и материал шариков играют ключевую роль в эффективности генерации электричества. Более крупные шарики чаще получали отрицательный заряд, а более мелкие – положительный. Особенно эффективными оказались шарики из меламиноформальдегида (МФ), который обладает низкой эластичностью, что позволяет лучше удерживать и передавать заряд.

Этот метод предлагает доступную альтернативу традиционным технологиям TENG, устраняя необходимость в растворителях и повышая устойчивость производства.

Ученые считают, что трибоэлектрификация может открыть путь к новым технологиям сбора энергии, включая “умную” одежду, преобразующую движения человека в электричество, и автономные устройства, работающие без батарей.

Однако, прежде чем технология станет массовой, требуется дальнейшее совершенствование ее эффективности и надежности.

Источник: interestingengineering