科技前瞻

電動車電池回收新篇章:石墨成關鍵

當大家還在為電動車的續航里程和充電速度爭論不休時,一群聰明的科學家在德國的一個實驗室裡正忙著把看似普通的石墨,轉變成電動車電池回收的超級明星。

你可能會問,石墨不是只用來畫畫和寫字的嗎?答案是,它還有更酷的用途。在電動車的電池裡,石墨扮演著關鍵的角色。但在中美貿易戰升溫的今天,石墨的故事變得更加引人入勝。

想像一下,中國突然對石墨實施出口控制,這對依賴這些材料的美國電池製造商來說簡直是晴天霹靂。於是,美國的科學家們開始尋找替代方案,他們的目光轉向了一個被長期忽視的領域:回收電池裡的石墨。

這可不是一件簡單的事情。石墨在電池裡經過長時間的使用,變得又髒又亂。要把它們變成可再次使用的電池級石墨,簡直是一項技術挑戰。你不能像回收金屬那樣,簡單地把石墨放進爐子裡燒一燒,因為那樣只會把石墨燒成灰燼。

石墨回收具挑戰性

在德國弗萊堡的一個石墨回收實驗室內,回收的石墨附著在空氣泡泡上。(圖/Getty Images

但回收石墨並非易事。石墨是一種碳的礦物形式,具有金屬和非金屬的特性,包括高電導和熱導性以及化學惰性。這些特性使其在許多能源和工業應用中非常有用,包括在鋰離子電池內儲存能量。雖然石墨的開採或製造成本相對較低,但與電池陰極中的許多金屬相比,石墨的價值較低,因此傳統的電池回收商並沒有太多興趣。

今天,電池回收行業正在逐漸遠離高溫冶煉,轉向使用化學溶劑提取和提純各種金屬的水冶金方法。這些化學提取方法也可以用於石墨的純化,儘管仍然存在「後勤問題」。大多數水冶金回收工藝使用強酸來提取陰極金屬,但這些酸會損壞石墨的晶體結構。可能需要更長時間或更強烈的熱處理步驟,來恢復石墨的形狀,這會增加能源使用和成本。

但科學家總有辦法。他們開始嘗試各種新奇的方法,包括用化學溶劑洗淨石墨,甚至嘗試直接回收法,以保持石墨的原始結構。他們的努力終於有了成果。現在,一家名為美國電池技術公司的創業公司正在內華達州的實驗室裡,小規模地回收石墨,計劃將來每天回收數噸富含石墨的材料。

不只是為了自己,這場石墨回收的革命還有更大的意義。隨著電動車市場的蓬勃發展,對石墨的需求也在迅速增長。而回收石墨不僅可以幫助減少對新石墨的需求,還能減少碳排放,讓整個電動車產業鏈更加可持續。

所以,下次當你開著電動車在路上飛馳時,不妨想一想,你的愛車裡可能就藏著一些從舊電池裡回收出來的石墨,它們經過了一次奇妙的旅程,從被丟棄的廢料變成了驅動你前進的力量。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com

圖片來源:Getty Images cc By4.0

參考出處:

1.Direct Recycling R&D at the ReCell Center

延伸閱讀:

1.石墨烯加持:鈣鈦礦太陽能效率飆升38%,成本劇減83%