美國桑迪亞國家實驗室的科學家已經找到了利用普通微波技術提取廢舊電池的方法。這聽起來似乎匪夷所思，但其確實可行。該團隊開發了一種基於微波的技術，用於回收舊的鋰離子電池陰極。值得注意的是，這一微波方法將將廢舊鈷酸鋰粉末轉化為納米片所需的時間從 7 天縮短至僅 2 小時。
回收陰極的研究恰逢其時。數以百萬計的早期電動車電池即將達到其使用壽命的末期。通常，這些舊車輛部件會直接送往垃圾填埋場，這無疑是對貴金屬的巨大浪費。電池使用的陰極中，含有如鋰和鈷等昂貴且難以獲得的礦物資源。鈷的供應尤其成為一個問題。剛果民主共和國大約生產全球 70% 的鈷，這使得全球科技供應鏈在政治動蕩面前變得極其脆弱。桑迪亞的納米材料化學家及該方法的發明者克萊爾·戴維斯-惠勒·陳指出：「鈷是幾乎所有消費電子產品的關鍵材料。
由於鈷的主要來源只有一個，鈷的供應鏈很容易就會消失。我們即將迎來大量的舊電動車電池，這些電池要麼送往垃圾填埋場，要麼我們可以進行開採，以建立國內供應。」
微波技術顯著提高電池回收效率
研究人員使用可調的微波反應器和大型正電荷化學離子，能夠分解舊電池陰極粉末。微波的加熱不均勻的特性，通常讓人們在重新加熱剩菜時感到沮喪。然而，對於電池化學家來説，這種不均勻的熱和冷摩擦卻是一種特徵，而非缺陷。局部的熱峯劇烈撕裂頑固的鈷酸鋰陰極粉末，將其解開成稱為納米片的微小層。這一過程的速度令人感興趣。標準方法需要一整週的高温烘烤才能分解這種材料，而微波方法僅需兩小時。
此外，其效率也相當驚人。以往的實驗室嘗試創建這些納米片的產量最高僅為 60%，但桑迪亞的微波技術則成功將起始材料的轉化率提高至 95%。
桑迪亞的電化學家阿莉亞·拉普表示：「當擁有納米片時，離子交換能夠接觸整個片材，從而最大化可交換的關鍵材料的數量。」這些超薄納米片的靈活性使得在面對市場趨勢變化時，能輕鬆替換老化的金屬離子。例如，為了滿足現代汽車標準，可以用更便宜、性能更高的鎳來替代昂貴的鈷。有趣的是，這一方法能自動修復微觀缺陷並去除在十年使用中積聚的雜質，省去了標準回收所需的複雜處理步驟。此外，任何提取的鈷都可以通過專門的分子框架捕獲並重複使用，從而使研究人員能夠從一個廢舊電池的殘留物中設計出兩種升級版的行業準備陰極。
標準的回收中心就像是大型、耗能的高爐，而桑迪亞的過程則保持了冷卻、成本低廉和快速的特點。初步的經濟模型顯示，這一技術相比標準商業方法可將電池回收的利潤提高 30%。該技術正在迅速走出實驗室，研究團隊已經申請了兩項專利，並對 80 位行業領袖進行了訪談，以為該技術的商業化做準備。
