近日，中国科学技术大学陈维教授课题组提出一种基于电化学原理的绿色可持续废弃物回收管理策略，能够同时实现废旧锂离子电池正极材料中的锂资源回收和工业尾气中氮氧化物污染物的捕获和转化。
研究团队设计了一种无能量消耗的回收方法。该方法利用尾气中二氧化氮的电化学还原电位与废旧电池正极材料的电化学氧化电位差，不仅成功回收废旧电池正极材料中的锂资源，还将二氧化氮转化为高价值的硝酸锂盐。具体而言，在反应过程中，锂离子将自发地从废旧锂电池正极材料中脱出，并进入电解液，而另一侧的二氧化氮则会被还原为亚硝酸根。两者结合形成的亚硝酸锂为直接的电化学反应产物，同时产生约0.4伏的输出电压。电化学反应产物亚硝酸锂则会被空气中的氧气进一步氧化，成为更加稳定的硝酸锂产物。与此同时，这一过程还能实现大量的能量输出，为锂回收与污染物治理提供了一种高效、环保且具有经济价值的全新解决方案。
在此基础上，团队进一步分析了研究提出的回收策略与传统回收策略在经济和环保等方面的优劣。针对电池回收工艺中各主要回收步骤的能耗、二氧化碳排放以及成本收益等方面进行的系统性核算显示，研究团队提出的回收工艺在能耗和二氧化碳排放量上远低于目前主流的回收策略，表明该策略在绿色可持续经济上具有绝对的领先优势。据成本收益计算结果分析，该策略也优于传统回收策略。