中國科學技術大學化學與材料科學學院傳來喜訊，陳維教授課題組在廢棄物管理與資源回收領域取得了突破性進展。他們創新性地提出了一種結合電化學原理的綠色可持續策略，能夠同步處理廢舊鋰離子電池正極材料中的鋰資源回收與工業尾氣中的氮氧化物污染問題。
這一研究成果于今年早些時候在《Nature Sustainability》期刊上發表，引起了廣泛關注。研究團隊設計了一種無需額外能量輸入的回收方法，巧妙利用了尾氣中二氧化氮（NO2）的電化學還原特性與廢舊電池正極材料的氧化特性之間的電位差。
在該策略下，廢舊鋰離子電池正極材料中的鋰離子會自發地釋放到電解液中，與此同時，尾氣中的二氧化氮被還原為亞硝酸根離子。這兩種物質結合后形成的亞硝酸鋰不僅是直接電化學反應的產物，還能在這一過程中產生約0.38伏特的輸出電壓。
隨后，亞硝酸鋰在空氣中氧氣的作用下會進一步氧化成為更為穩定的硝酸鋰。硝酸鋰作為一種高價值產物，在農業和化工領域有著廣泛的應用。
具體來說，研究團隊通過一系列化學反應實現了多重目標：鋰離子的回收、氮氧化物的轉化以及能量的輸出。這一系列反應不僅高效環保，還具有顯著的經濟價值。
鋰離子的回收過程是從廢舊鋰電池正極材料（如磷酸鐵鋰）中自發脫出的，進入電解液中。而氮氧化物則被還原為亞硝酸根離子，并與鋰離子結合生成亞硝酸鋰。這一過程還伴隨著約0.38伏特的電壓輸出，這一能量可以直接用于驅動系統運行或儲存。
與傳統的回收工藝相比，這一新技術展現出了多方面的優勢。首先，它無需外部能量輸入，能耗降低了90%，從而大幅減少了碳排放。其次，該技術能夠同時解決鋰電池廢棄和工業尾氣污染兩大環境問題。所產出的硝酸鋰價值較傳統回收的碳酸鋰提高了30%以上。
研究團隊進一步測算顯示，這一工藝的全生命周期成本僅為火法冶金技術的五分之一，且金屬回收率超過98%。這一成果不僅標志著在綠色化學和循環經濟領域的重要進展，也為未來廢棄物的可持續管理提供了新的思路。
中國科學技術大學表示，陳維教授團隊在鋰電池回收領域已有多項重要突破，此次的新成果再次彰顯了團隊在創新工藝開發方面的實力。未來，團隊將繼續優化反應器設計，提升能量輸出效率，并探索鈷、鎳等貴金屬的同步回收方案，以進一步推動綠色化學和循環經濟的發展。
