水性溶液で電池金属を短時間で回収 ^{CEFR B2}

世界的なリチウムイオン電池の需要増はサプライチェーンに圧力をかけており、使用済み電池から材料を効率的に回収することが求められています。ライス大学の研究グループは、湿式冶金的リサイクルでアミノ塩化物塩を浸出剤として用いる新しい方法を報告しました。

検討された水性溶液の中で、ヒドロキシルアモニウム塩化物（HACl）に基づく溶液が最も優れた結果を示しました。HACl溶液は室温でわずか1分で主要な電池金属を約65%抽出し、処理時間を少し延ばすと一部の金属で効率は75%を超えました。高温や長時間を必要としないため、コストと環境負荷の面で利点があります。

なぜHAClが効果的かを実験とモデリングで調べたところ、酸性度と塩化物イオンが金属の溶解を助ける一方で、HAClに含まれる酸化還元活性のある窒素中心が反応に能動的に関与することが示されました。従来の有機溶媒を水に置き換えることで粘度が下がり、物質の移動が速くなったことも重要でした。

研究者らは回収金属を新しい電池材料に再生産して実験上の循環を閉じました。研究は、低毒性の水性溶媒と化学的機能性、良好な物質移動を組み合わせる設計戦略の可能性を示唆していますが、工業規模での実装がどれほど速く進むかはまだ明らかではありません。