近日，中國科學技術大學化學與材料科學學院的研究團隊在廢棄物管理和環境治理領域取得了突破性進展。該研究由陳維教授領導，他們提出了一種創新的電化學方法，旨在同時解決廢舊鋰離子電池正極材料的鋰資源回收和工業尾氣中氮氧化物污染物的處理問題。
這一創新策略的核心在于設計了一種無需外部能量輸入的回收工藝。研究團隊利用尾氣中的二氧化氮（NO2）與廢舊電池正極材料之間的電化學電位差，實現了鋰資源的有效回收，并將有害的二氧化氮轉化為高附加值的硝酸鋰鹽。
具體而言，該工藝通過電化學反應，使得鋰離子自發地從廢舊鋰電池的正極材料中脫出，進入電解液。與此同時，二氧化氮被還原為亞硝酸根離子，并與鋰離子結合生成亞硝酸鋰。這一過程中，還產生了約0.38伏特的輸出電壓，為系統提供了額外的能量。
生成的亞硝酸鋰在空氣中氧氣的作用下，會進一步氧化為更加穩定的硝酸鋰。硝酸鋰作為一種重要的化工原料，在農業和化工領域有著廣泛的應用，其價值遠高于傳統回收工藝中獲得的碳酸鋰。
這項技術的優勢顯而易見。首先，它在無需外部能量輸入的情況下進行，顯著降低了能耗和碳排放，與傳統回收工藝相比，能耗降低了90%。其次，該技術實現了污染物與廢棄物的協同治理，單次處理即可同時解決鋰電池廢棄和工業尾氣污染兩大環境問題。硝酸鋰產物的價值較傳統回收方式提高了30%以上，帶來了顯著的經濟效益。
研究團隊還對該工藝的全生命周期成本進行了測算，結果顯示其成本僅為火法冶金技術的五分之一，且金屬回收率超過98%。這一成果不僅為鋰資源的回收提供了一種高效、環保且具有經濟價值的全新解決方案，還為工業尾氣的治理提供了新的思路。
陳維教授團隊在鋰電池回收領域一直走在前列，此前已成功開發出帶電破碎、低溫揮發等創新工藝。此次的電化學回收方法，再次展示了該團隊在廢棄物管理和環境治理方面的卓越能力。
展望未來，研究團隊計劃進一步優化反應器設計，提升能量輸出效率，并探索鈷、鎳等貴金屬的同步回收方案，以期在廢棄物管理和環境治理領域取得更多突破。
