Ведущие российские учёные из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, поддержанные Российским научным фондом, объявили о создании высокоэффективной технологии селективного извлечения ценных металлов из литий-ионных аккумуляторов. В основе этого новаторского подхода лежит применение гидрофобных глубоких эвтектических растворителей нового поколения, что открывает революционные возможности для безотходной переработки электронного лома и сокращения негативного воздействия на окружающую среду.
Современные вызовы переработки аккумуляторов
Стремительный рост числа литий-железо-фосфатных аккумуляторов создает острую потребность в эффективных методах их утилизации. Ежегодно накапливается всё больше электронного лома, содержащего ценные металлы, однако уровень переработки таких отходов по-прежнему остается крайне низким. Это не только повышает экологические риски, но и препятствует возвращению ценных ресурсов, таких как литий, железо и медь, обратно в промышленный цикл.
Именно поэтому поиск эффективных технологий переработки отработавших аккумуляторов становится одной из приоритетных задач современной химии и материаловедения. Российские учёные серьезно подошли к этой глобальной проблеме, предлагая прорывные решения на базе глубоких эвтектических растворителей.
Глубокие эвтектические растворители: инновация в действии
Глубокие эвтектические растворители — уникальные химические системы, полученные благодаря сочетанию компонентов, обладающих высокой эффективностью, экологической безопасностью и доступностью. Химики подчеркивают, что именно эти растворители способны стать основой для создания «зелёных» и безотходных технологий сектора вторичной переработки.
Учёные Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН предложили собственную рецептуру гидрофобных глубоких эвтектических растворителей на базе триизобутилфосфинсульфида и тимола. В отличии от традиционных органических экстрагентов, данные композиции демонстрируют высокую селективность — способны избирательно извлекать нужные металлы даже из сложных по составу растворов, образующихся при выщелачивании активных компонентов аккумуляторов.
Эффективность и технологичность нового подхода
Команда учёных провела всестороннее исследование полученных глубоких эвтектических растворителей: определила их физико-химические параметры, исследовала устойчивость к деструкции и разработала технологическую схему экстракции металлов из промышленно значимых растворов. Благодаря высокой селективности, предложенный растворитель позволяет раздельно извлекать медь и железо — важные компоненты для повторного использования в различных производствах.
Научный сотрудник лаборатории теоретических основ химической технологии, кандидат химических наук Инна Зиновьева делится впечатлениями: «Мы одни из первых в мире, кто провёл масштабные опыты на реальных растворах, выяснив уникальные возможности глубоких эвтектических растворителей для селективного извлечения ценных металлов. По результатам наших исследований коэффициенты разделения достигли рекордно высоких значений — мы уверенно получаем товарные продукты с чистотой выше 99%, что ранее считалось недостижимым при аналогичных процессах!».
Особое значение, по словам специалистов, имеет низкая вязкость раствора — менее 30 мПа·с, что обеспечивает возможность использования данной технологии на современной серийной экстракционной аппаратуре. А возможность регенерации растворителя многократно снижает экономические издержки и минимизирует отходы.
Перспективность и будущие планы
Предложенная Институтом общей и неорганической химии РАН схема переработки нацелена на создание замкнутого цикла обращения ресурсов в промышленности. Метод выделения ионов металлов с помощью нового глубокого эвтектического растворителя полностью опирается на доступные, широко распространённые реагенты. Разработка отличается химической стабильностью, простотой внедрения и потенциально невысокой стоимостью эксплуатации.
Как отмечают авторы исследования, такой инновационный подход закладывает фундамент для формирования truly устойчивых технологий переработки аккумуляторов самого разного типа и даёт реальный шанс решить проблему утилизации электронного мусора в крупных масштабах. Особый интерес проект вызывает и благодаря перспективе экономичного возврата стратегического лития и других ценных металлов обратно в хозяйственный оборот.
Роль Российского научного фонда и вклад Инны Зиновьевой
Проект получил поддержку Российского научного фонда по гранту № 23-79-10275, что позволило приступить к не только лабораторным, но и пилотным испытаниям нового метода. Под руководством Инны Зиновьевой команда нацелена на вывод схемы переработки на промышленный уровень, с переходом к опытно-промышленному масштабированию и полной оптимизацией всех стадий процедуры.
В ближайших планах — проведение серии экспериментов на отечественном серийном экстракционном оборудовании. Такой шаг позволит убедиться в эффективности и технологичности нового решения непосредственно в производственных условиях и сделать ещё один шаг к интеграции метода в систему утилизации электронных отходов не только в России, но и потенциально за рубежом.
Оптимистичный взгляд в будущее зеленых технологий
Разработка российской команды специалистов из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН совместно с поддержкой Российского научного фонда подчеркивает высочайший научно-практический потенциал отечественной химии в решении глобальных экологических проблем. Использование глубоких эвтектических растворителей открывает совершенно новые горизонты для безотходной, экономически эффективной и экологичной переработки литий-ионных аккумуляторов.
Успешная реализация этого проекта принесет экономическую выгоду промышленности, поддержит тенденции развития циркулярной экономики и станет ещё одним примером того, как российская наука вносит вклад в устойчивое будущее планеты. Все больше молодых и опытных исследователей вовлекаются в работу над развитием новых поколений растворителей и технологий, способных сделать мир чище и безопаснее — пример Инны Зиновьевой и всего коллектива ИОНХ РАН вдохновляет на новые свершения.
Источник: indicator.ru
