Zo stellen de onderzoekers de voordelen van hun opwerkingsmethode van lithium uit batterijen boven bestaande methoden voor (afb: Yu-Guo Guo et. al/Angewandte Chemie)

Lithiumbatterijen krijgen een belangrijke rol in de overgang naar een duurzame(re) samenleving, maar dan is opwerking en hergebruik van het ‘witte goud’ onontkoombaar. Nu al wordt er gevochten om de lithiumbronnen (bestaande en nieuwe), maar winning is alles behalve duurzaam. Opwerking en hergebruik zou echter lastig zijn. Chinese onderzoekers denken een oplossing gevonden hebben.
Het opwerken van lithium uit afgedankte accu’s en batterijen schijnt een lastig karwei te zijn. De meeste processen zijn gericht op het ’terugwinnen’ van lithium van de kathodes, waar de meeste lithium in een batterij of accu zit. Dan ontstaat een mengsel van metalen, waaruit het moeilijk is (schijnt te zijn) om daar lithium uit te isoleren.
Terugwinning uit de anodes, die voornamelijk uit grafiet (=koolstof bestaan) zou aanzienlijk efficiënter zijn. Vanwege de grote reactiviteit van lithium is er echter een groot risico op brand en explosies. Die reacties, of althans de energie die daarbij vrijkomt, zouden waterstof kunnen doen ontstaan en dat is een nogal explosief gas.

Onderzoekers rond Yu-Guo Guo en Qinhai Meng van de Chinese academie van wetenschappen schijnen nu een andere methode te hebben die die ‘ongemakken’ niet heeft. In plaats van water gebruikten de onderzoekers aprotische organische oplosmiddelen (oplosmiddelen die geen waterstofion (=proton) afsplitsen) om lithium terug te winnen. Als er geen waterstofionen aan te pas komen kan er ook geen waterstof gevormd worden, is daarbij de redenering.
Specifieker gesteld gaat het om polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) en een ether als oplosmiddel. Sommige van die PAK’s nemen het lithiumion op uit de grafietanode en neutraliseren dat. Dat zou onder zeer milde omstandigheden en zeer efficiënt gebeuren. Met de PAK pyreen en tetra-etheenglycoldimethylether bleek het mogelijk vrijwel alle lithium terug te winnen van de anode.

Bijkomend voordeel

Een bijkomend voordeel van deze methode zou zijn dat de lithium/PAK-oplossigen direct gebruikt kunnen worden als reagentia. Daarmee kan lithium direct worden toegevoegd aan nieuwe anodes of voor het opwerken van afgedankte kathodes. Dat oplossysteem zou aangepast kunnen worden om het proces te optimaliseren, stellen de onderzoekers.

Het proces zou efficiënt en goedkoop zijn, minder riskant zijn dan de bestaande opwerkprocessen en geen afval produceren en in die zin de duurzaamheid een eind op weg helpen. Overigens hebben PAK’s niet bepaald een gezond imago.

Bron: Science Daily