جداسازی و بازیافت کاتیون های فلزی ارزشمند از کاتد باتری های لیتیم-یون به روش فلزگری تر [پايان نامه فارسي]
وحید نوروزی چرندابی
| شناسگر رکورد: | ۵۱۸۶۳ |
| رشته تحصیلی: | مواد،انرژی و فناوری کوآنتومی |
| عنوان: | جداسازی و بازیافت کاتیون های فلزی ارزشمند از کاتد باتری های لیتیم-یون به روش فلزگری تر |
| نويسنده: | وحید نوروزی چرندابی |
| استاد راهنما : | دکتر داود نصراصفهانی دکتر علی ساجدی مقدم |
| مقطع تحصیلی : | کارشناسی ارشد |
| دانشگاه : | خاتم |
| تاریخ دفاع : | ۱۴۰۳ |
| چکیده: | بازیافت باتری¬های لیتیم- یون برای حفظ مواد با ارزش، کاهش اثرهای زیست محیطی و تضمین تامین پایدار فلزهای ضروری برای فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی در آینده بسیار مهم است. با این حال، ایجاد روش¬هایی برای جداسازی انتخابی فلزهای با ارزش با استفاده از فرآیندهای مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای افزایش پایداری و کارایی بازیافت باتری¬های لیتیم- یون ضروری است. در این تحقیق، ما رویکردی مبتنی بر استفاده از عامل¬های شیمیایی کارآمد، کم هزینه و غیر سمی را برای استخراج انتخابی چهار فلز گرانبها و کمیاب - لیتیم، کبالت، منگنز و نیکل - از باتری¬های مبتنی بر کاتد NMC از روش پیشرفته¬ای شامل ترکیبی از استخراج با حلال و رسوب¬سازی توسعه دادیم. در ابتدا، تعدادی باتری لیتیم- یون با کاتد NMC به اجزای¬شان اوراق شده و با تکنیک¬های SEM و EDS مورد بررسی قرار گرفتند تا شناختی از شرایط درون یک باتری مستعمل به دست آید. سپس، دو رویکرد برای بازیافت کاتد باتری براساس روش¬های فلزگری¬تر طراحی شد: رویکرد اول روش جداسازی کامل با رسوبگیری که در آن تلاش شد همه گونه¬ها در واکنش با عامل¬های شیمیایی مناسب یک به یک و پشت سر هم رسوب داده -شوند. اما، نتیجه آنالیزها با SEM، EDS و XRD نشان داد که جداسازی لیتیم در فرایندهای رویکرد نخست که در روش¬های اول و دوم انجام شد سرراست نبوده و دست نیافتنی به نظر می¬آید. همچنین، در کنار عامل¬های شیمیایی مصرفی به نسبت خطرناک، پسماندهای گازی نامطلوبی مانند اکسیدهای نیتروژن (NOx) تولید می¬شود که جزء معایب آن روش¬ها هستند. در رویکرد دوم تلاش شد تا از یک حلال آلی نیز برای استخراج بهره گرفته و فرایندها بهبود یابند. یکی از دستاوردهای این رویکرد، جداسازی لیتیم بعد از جداسازی سایر کاتیون¬های موجود در محلول بود. در این روش، مواد شیمیایی مصرفی برای جداسازی، ساده و در دسترس بودند. همچنین حلال آلی مصرفی ارزان و در دسترس است. محصول¬های نهایی روش¬های سوم و چهارم (رویکرد دوم) با روش دستگاهی آنالیز کمی- عنصری ICP-OES مورد بررسی قرار گرفتند. روش سوم برای اثبات مفاهیم بود و روش چهارم برای بهبود رویکرد انجام شد. پسماندهای رویکرد دوم نسبت به رویکرد قبل کم خطر و قابل مدیریت هستند. مشکل اصلی در روش سوم ناخالصی¬ها در محصول نهایی کبالت بود که در تکرار روش برطرف شد. در مجموع، فرایند حاصل بر اساس تحلیل آنالیزهای انجام شده موثر به نظر می¬رسد. |
| واژگان کلیدی: | باتری لیتیوم-یون بازیافت کاتد NMC رسوب‌گذاری استخراج با حلال |
| شماره ثبت | نسخه | جلد | بخش | مرجع | شماره بازیابی | در دست امانت | تاریخ بازگشت | ملاحظات | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 284705 | 1 |
جهت ثبت نظر با حساب کاربری تان وارد شوید