?? 人類文明(ming)的不斷推進給地(di)球帶來了(le)沉重(zhong)的負擔(dan)，據有(you)關統計顯(xian)示，全球每年產生 13 億噸食物(wu)垃(la)圾(ji)和 5000 萬噸電子(zi)垃(la)圾(ji)。 食物垃圾處理起來(lai)比較(jiao)容易(yi)，但是(shi)電子垃圾卻往(wang)(wang)(wang)往(wang)(wang)(wang)令人頭痛。廢舊電池通常經過極端加熱(re)（超過 500°C）進(jin)行處理，以冶煉出一些貴(gui)重的金屬，但是(shi)這一過程(cheng)往(wang)(wang)(wang)往(wang)(wang)(wang)會散發出有(you)(you)害有(you)(you)毒(du)氣體。 近日，新(xin)加坡南洋理(li)工大學(xue)的(de)(de)科學(xue)家們開發了一種新(xin)方(fang)法，利用(yong)果皮廢料從廢舊鋰(li)離子(zi)電(dian)池中(zhong)提取出(chu)重(zhong)金屬(shu)，并利用(yong)這(zhe)些重(zhong)金屬(shu)制造出(chu)新(xin)的(de)(de)鋰(li)電(dian)池。這(zhe)項研究的(de)(de)結(jie)果發表在《環(huan)境科學(xue)與技術》上(shang)。 
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。
南洋理工大學(xue)的(de)研(yan)究人員(yuan)表示(shi)，正在做進一步的(de)研(yan)究，以(yi)優(you)化(hua)這些由回收材料制成的(de)新型電(dian)池的(de)充放電(dian)循環性能(neng)。 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。 不僅僅是(shi)中(zhong)國(guo)，這樣(yang)的問題(ti)同樣(yang)困擾著世(shi)界其他(ta)地(di)方。因此(ci)，世(shi)界各地(di)的研(yan)究人員都在研(yan)究各種處理廢舊(jiu)電池(chi)的方法(fa)。 比如目前(qian)正在探(tan)索使用(yong)強酸(suan)溶(rong)液或弱酸(suan)溶(rong)液與(yu)過氧(yang)(yang)化氫提(ti)取金屬的(de)替代方(fang)法(fa)，但這些(xie)方(fang)法(fa)仍會(hui)產生二次污染物(wu)，構成健康和安全風險，或依賴于危險且(qie)不穩定的(de)過氧(yang)(yang)化氫進行(xing)處理。 
通過工業(ye)方法回收(shou)產生有害污染(ran)物的(de)電池廢料，即利用(yong)水作(zuo)為(wei)(wei)提取(qu)溶劑的(de)濕法冶金方法，正(zheng)日益作(zuo)為(wei)(wei)一種可(ke)能的(de)替代方法加以探索。 這一(yi)過(guo)程(cheng)首先將(jiang)廢舊電池粉碎(sui)，形成(cheng)一(yi)種被稱為黑(hei)色物質的(de)粉碎(sui)材(cai)料，然后，通(tong)過(guo)高溫將(jiang)其溶解(jie)在(zai)強酸、弱酸及(ji)其他化學物質（如過(guo)氧化氫）的(de)混合(he)物中(zhong)，從黑(hei)色物質中(zhong)提取出有(you)價(jia)值的(de)金屬(shu)。 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(shi)在工業規模上使用此類強化學物質(zhi)可能會產(chan)生大量的二次(ci)污染物，構成重大的安全(quan)和健(jian)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(yan)室的試驗(yan)中(zhong)，研究小組發現，他們的方法(fa)成功地從廢舊(jiu)鋰(li)(li)離子電池中(zhong)提取了大約 90％ 的鈷、鋰(li)(li)、鎳和錳(meng)，這一效果與(yu)使用(yong)過氧化氫的方法(fa)相(xiang)當(dang)。 
論(lun)文作者、南洋理工大學能(neng)源研究所(suo) Chor Yong Tay 解釋道，這種方法的(de)關(guan)鍵在于橘皮中(zhong)的(de)纖維素，在提取過程中(zhong)，它被加(jia)熱(re)后會轉化為糖(tang)。這些糖(tang)能(neng)促進從電(dian)池廢(fei)料中(zhong)回收金屬。 橘皮(pi)中天然存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)抗氧化(hua)劑(ji)，如類(lei)黃(huang)酮和酚酸，也(ye)有助于(yu)這(zhe)種(zhong)增強作用。更為(wei)重要的(de)(de)(de)(de)是，這(zhe)種(zhong)工(gong)藝產(chan)生的(de)(de)(de)(de)固體殘留物被發現是無毒的(de)(de)(de)(de)，這(zhe)表明該方法對環境無害。 而且從回收的(de)材(cai)料中，該研究團隊組裝出(chu)新的(de)鋰離子電(dian)池，顯示出(chu)與商(shang)用電(dian)池相似的(de)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(jin)(jin)一步的(de)研究正在進(jin)(jin)行中，以(yi)優化這些由回收(shou)材料制成(cheng)的(de)新型電池的(de)充放(fang)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(zhe)些發(fa)現是(shi)基于(yu)南(nan)洋理(li)工(gong)大(da)學能源(yuan)研究(jiu)所(suo)現有的(de)(de)工(gong)作基礎之上(shang)得出的(de)(de)。SCARCE 實驗室的(de)(de)建立(li)旨在開(kai)發(fa)更環保的(de)(de)電子垃圾回收方(fang)式，它也是(shi)南(nan)洋理(li)工(gong)大(da)學智能校(xiao)園(yuan)計劃的(de)(de)一部分，該計劃旨在為可持續(xu)發(fa)展的(de)(de)未來(lai)開(kai)發(fa)先進的(de)(de)技(ji)術解決(jue)方(fang)案。 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。” 
由南洋理工大(da)學領導的一個科學小組已經開(kai)發(fa)出一種新方法，利用果皮(pi)廢料從(cong)廢舊(jiu)鋰離(li)子(zi)電池(chi)中提取并再利用貴金屬，從(cong)而(er)制造出新的電池(chi)。Dalton Tay 助(zhu)理教授（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。” 該團隊現在(zai)正在(zai)尋求進一步提高由該方(fang)法處理(li)過的電(dian)池的性(xing)能。他(ta)們也在(zai)優化實驗條件，以(yi)擴(kuo)大生(sheng)(sheng)產規模，并探索在(zai)生(sheng)(sheng)產過程中(zhong)日和(he)盡量避免使用(yong)酸(suan)。 相信在就不(bu)久的(de)將來(lai)，廢舊鋰(li)電池的(de)處理對(dui)于(yu)人們來(lai)講再也(ye)不(bu)是一件(jian)困難的(de)事(shi)情，而地球也(ye)將因(yin)此避免由鋰(li)電池產生的(de)污染。 |
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