Upcycling sebagai pengubah permainan iklim: Nanocatalyst telah diproduksi di Tu Wien berdasarkan baterai yang dihabiskan dan residu foil aluminium, mengubah CO2 menjadi metana yang berharga.
Limbah baterai adalah masalah lingkungan yang serius: mengandung zat yang menimbulkan ancaman bagi kesehatan manusia dan ekosistem. Namun, pada saat yang sama, mereka juga mengandung bahan -bahan berharga seperti nikel, yang kita butuhkan – misalnya, untuk produksi baterai baru. Oleh karena itu, metode daur ulang yang lebih baik untuk baterai sangat dibutuhkan.
Di Tu Wien, sekarang dimungkinkan untuk mengembangkan proses yang dapat digunakan untuk memulihkan nikel dari baterai hidrida logam nikel yang dihabiskan. Tapi itu tidak semua: dari limbah baterai ini dan foil aluminium yang digunakan, seperti yang digunakan di dapur, dimungkinkan untuk menghasilkan nanocatalyst yang mengonversi CO2 menjadi metana yang berharga. Dengan cara ini, seseorang dapat mengurangi masalah limbah di satu sisi dan pada saat yang sama mendapatkan bahan bakar netral iklim.
Daur Ulang Baterai: Penting untuk Lingkungan dan Ekonomi
“Baterai modern, seperti baterai nikel-logam hidrida (Ni-MH) dan lithium-ion, terdiri dari berbagai komponen, yang membuat proses daur ulang dan pemulihan secara teknologi menantang,” kata Prof. Günther Rupprechter dari Institute of Material Chemistry di Tu Wien, kepala proyek penelitian. “Pembuangan yang tidak tepat dapat menyebabkan kebocoran, kebakaran, dan polusi kimia.”
Pemulihan nikel dari baterai Ni-MH bekas juga sangat penting secara ekonomi: di UE, baterai limbah dan memo dari produksi baterai dapat memberikan sekitar 16% dari nikel yang dibutuhkan pada tahun 2030, yang cukup untuk melengkapi 1,3 hingga 2,4 juta kendaraan listrik (EV) setiap tahun.
Terlepas dari potensi ini, kapasitas daur ulang saat ini di UE dan Inggris hanya sekitar sepersepuluh dari apa yang dibutuhkan pada tahun 2030. Investasi dalam infrastruktur daur ulang diperlukan.
Upcycling: Dari Daur Ulang Limbah ke CO2 menangkap
“Daur ulang adalah langkah penting, tetapi bahkan dampak yang lebih besar dapat dicapai dengan menaikkan nikel ke dalam katalis yang mampu menghasilkan bahan bakar,” kata Dr. Qaisar Maqbool, penulis pertama penelitian ini.
Tim mengekstraksi nikel dari baterai Ni-MH bekas dan memulihkan alumina dari aluminium foil bekas. Bahan -bahan ini kemudian dikonversi menjadi nanokatalis berkinerja tinggi dengan cara yang ramah lingkungan – menggunakan metode kimia hijau.
“Nanocatalyst kami terdiri dari 92-96% aluminium oksida dan 4-8% nikel, yang optimal untuk mengonversi CO Gas Rumah Kaca2 Bersama dengan hidrogen menjadi metana, “jelas Günther Rupprechter. Prosesnya tidak memerlukan tekanan tinggi atau suhu tinggi, katalis bekerja pada tekanan atmosfer dan suhu yang mudah dicapai 250 ° C.
Dari gas rumah kaca hingga energi bersih
Ini menyediakan metode untuk mengonversi co2 menjadi bahan bakar yang berharga dengan cara netral iklim: metana memainkan peran penting sebagai sumber energi dalam industri, misalnya. “Sekarang kami ingin menyelidiki bagaimana proses ini dapat ditingkatkan untuk aplikasi teknologi,” kata Prof. Günther Rupprechter. “Kami percaya bahwa pendekatan ini dapat mengubah produksi bahan bakar berkelanjutan. Pendekatan kami menunjukkan solusi untuk masalah iklim – dan dengan cara yang juga membantu menyelesaikan masalah limbah yang mendesak.”
Bahan upcycled juga dapat didaur ulang
Banyak katalis menonaktifkan dari waktu ke waktu – karena katalis berubah secara struktural di beberapa titik atau menjadi kurang efektif karena akumulasi coke (karbon). Penonaktifan seperti itu tidak terdeteksi dalam penelitian ini. Namun demikian, penting bagi tim untuk berpikir dalam siklus tertutup dan untuk mempertimbangkan bagaimana katalis itu sendiri juga dapat didaur ulang.
“Untuk menutup loop keberlanjutan, Anda dapat mendaur ulang katalis yang dihabiskan kembali ke prekursor asli mereka untuk digunakan kembali,” kata Dr. Qaisar Maqbool. Ini memastikan bahwa seluruh proses tetap ramah lingkungan, dan jumlah limbah diminimalkan.
Penelitian yang didanai oleh Dana Sains Austria (FWF; SFB Taco F81-P08; COE5 MECS).
Publikasi asli
Qaisar Maqbool, Hamilton Uchenna Aharanwa, Michael Stöger-Pollach, Günther Rupprechter, Limbah Berbahaya Upcycling Menjadi Ni/-al Kinerja Tinggi2HAI3 Katalis untuk co2 Metanasi, Kimia Hijau, https://doi.org/10.1039/d4gc05217j
