超聲波技術由于其高頻特性而被廣泛應用于醫學、工業等眾多領域。這項被準父母稱為第一次看到自己孩子的技術，可以在極低頻率下用于一個完全不同的目的。來自瑞典的研究人員表示，首次通過超聲波技術，從電動汽車的鎳錳鈷（NMC）電池中提取到有價值的金屬——這是對電池回收過程的重大貢獻。

研究中的這種新方法，不僅將超聲波技術加入從被破壞的電池中提取金屬離子的過程，而且還提供了一種替代目前使用的有害浸出劑（如硫酸）的方法。研究人員表示，這種新方法的提取時間減少了50%，并且增加了鋰、鈷、錳和鎳等金屬離子的回收。

超聲波清洗器（Ultrasonic bath）以極高的頻率發送機械壓力波。在這種情況下，研究人員使用了40kHz的頻率，即一種遠遠超出人類聽力范圍的音調。這些波產生的微氣泡會塌陷，產生近5000攝氏度的局部溫度，并產生高活性的自由基。由此產生的攪動增加了電池金屬中的質量轉移，以至于不再需要苛刻的化學品來提取金屬。相反，可以使用更溫和、對環境安全的酸，如檸檬酸和醋酸。

研究的新方法平均實現了97%的金屬離子回收率，這比相同條件下只使用機械攪拌的金屬離子回收率要高得多。鈷和鎳的回收率最高，達到99%以上，而鋰和錳的回收效率為94%至96%。

通過這項超聲波技術，有望逐步消除以往對化學品的需求，例如幾乎無法處理的強酸。研究人員表示，下一步是進一步優化超聲波，例如，使用不同的強度和頻率，以達到更快地提取寶貴的電池金屬。

研究人員認為，未來可持續電池市場的一個基石將是資源效率高的金屬回收，允許原材料的持續供應。其好處將超越汽車的電氣化，擴展到無數依賴可持續能源儲存的系統——從手機到電網。

題為Ultrasound-assisted extraction of metals from Lithium-ion batteries using natural organic acids的研究論文發表在《綠色化學》雜志上。

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論文原文：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/GC/D1GC02693C

標簽： 電池 金屬 回收率 減少