Перероблення black mass наближає космічні місії замкненого циклу

Уміння повторно використовувати цінні матеріали у космічній галузі — навичка, від якої залежить виживання майбутніх колоністів. Дослідники з Rice University представили метод перероблення відпрацьованих літій-іонних батарей за допомогою мікрохвильово-індукованої плазми, який дає змогу повертати майже всі ключові компоненти акумуляторів із меншими витратами хімії та енергії.

Йдеться про попередню обробку так званої black mass — подрібненої суміші матеріалів зі старих батарей, що містить літій, кобальт, нікель, марганець, алюміній і графіт. Команда показала, що після 15-хвилинної обробки в спеціальному плазмовому реакторі можна вибірково повернути близько 85 % літію у воді та приблизно 95 % перехідних металів у 1-молярній лимонній кислоті за кімнатної температури. Окремо важливо, що процес не лише спрощує вилучення металів, а й відновлює графіт, який у звичайних схемах перероблення часто деградує та втрачає цінність.

Сподобався контент? Підписуйся на нашу спільноту і отримуй більше про космос Друковані журнали, події та спілкування у колі космічних ентузіастів Підписатися на спільноту
Процес використання мікрохвильового плазмового реактора для обробки чорної маси. Джерело: Rice Advanced Materials Institute

Автори пояснюють, що плазма, мікрохвильове збудження та локальний нагрів разом змінюють структуру оксидів катодних матеріалів, переводячи їх у форми, з яких метали легше витягнути м’якшими розчинниками. За даними Rice University, технологія вже запатентована, а попередній техніко-економічний аналіз свідчить, що вона може перевершити частину нинішніх промислових підходів, особливо завдяки поверненню графіту в придатному для повторного використання вигляді.

Black Mass
Порошкоподібна суміш black mass готова до перероблення. Джерело: Rice Advanced Materials Institute

Як це працює? Старі батареї спочатку перетворюють на порошкоподібну суміш — black mass. Потім її обробляють плазмою, створеною мікрохвилями. Така обробка розхитує і частково перебудовує сполуки металів, тому далі літій можна простіше вимити водою, а інші цінні метали — слабким розчином лимонної кислоти. Паралельно очищується й відновлюється графіт, який можна знову використати в анодах нових акумуляторів.

Чому це важливо? Для космічної техніки така розробка цікава тим, що майбутні місячні чи марсіанські бази потребуватимуть максимально замкненого циклу ресурсів. Якщо цінні метали й графіт можна ефективно повертати з відпрацьованих батарей із меншими енерговитратами та без агресивної хімії, це потенційно зменшує масу витратних матеріалів, які треба доставляти із Землі.

Новини інших медіа
Сяючі кулі та свідчення очевидців: Пентагон розкрив нові таємниці НЛО
Рідкісний метеорит містить докази катастрофи на Місяці
Тиск на працівників вартував NASA збитків на 4,6 млн доларів
SpaceX поглинає стартап Cursor за рекордну суму
Темні галактики можуть існувати в околицях Чумацького Шляху
Чорні діри породжують радіоспалахи після розривання зір на частини
До Землі наближається потенційно небезпечний астероїд вперше за 400 років
Чи ховаються іншопланетні зонди у нас під боком? Нове дослідження свідчить, що ми майже не шукали їх
На океанському дні знайшли сліди плутонієвого дощу від стародавньої кілонової
Як Жуль Верн передбачив місію Artemis II за 160 років до її старту