锂离子电池在含有两电荷铜阳离子的溶液中。 在电池表面可以看到氢气泡 / PNAS,2023;

加州大学伯克利分校的化学家们提出了一项新的方法,利用锂离子电池的残余电荷从水中分离重金属。这一创新技术发表在《美国国家科学院院刊》杂志上,引起了广泛关注。

据悉,锂离子电池虽然电动势不足,但是它们具有高达原始电池电量的10%的剩余能量,而这种能量通常以热量的形式消散,无法执行有用的工作。因此,徐振明领导的化学家们想出了如何将这种能量用于受益,提出了将废旧电池用于从水中释放重金属的方法。

不同反应参数对介质酸度和电池铁涂层钝化程度的依赖性的一般图/ PNAS,2023

然而,电池在含有金属离子的不同酸度溶液中的行为是不均匀的,且还需要找到反应的最佳条件。因此,科学家们进行了大量实验,研究电池在不同介质中的行为,并找到了为开发成功的电化学过程所必须的恒定电位。

化学家制备了氢氧化钠、氯化钠和硫酸钠的溶液,将电池浸入这些溶液中并进行伏安研究。结果显示,电池在碱性溶液中的行为与电池铁壳的钝化有关。它被一层薄薄的氧化物覆盖,不允许它进一步氧化。因此,科学家们发现,通过电池的电流可以通过改变环境的酸度来控制,从而达到恒定电位的目的。

这项技术的应用前景非常广阔,可以用于处理废水和废水处理设备中的重金属。通过利用废旧电池中的残余能量,既可以减少废旧电池的浪费,也可以减少重金属对环境的污染,达到环保和可持续发展的目标。

此项研究的发现,不仅能够使我们更好地了解电池的性质和行为,还能为环保事业带来实际的贡献。这项技术的出现,必将受到更广泛的关注和应用。