مشخصات پژوهش

عنوان	استخراج فلزات با ارزش از باتری‌های لیتیومی فرسوده با استفاده از حلال یوتکتیک عمیق طبیعی
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	حلال یوتکتیک عمیق طبیعی، باتری لیتیوم-یون، عصاره لیمو، استخراج
چکیده	باتری‌های لیتیوم یونی (LIBs) به دلیل حرکت جهانی به سمت کاهش کربن و رفع نگرانی‌های مربوط به تغییرات آب و هوا، به منبع اصلی انرژی برای دستگاه‌های مختلف الکتریکی، از جمله وسایل نقلیه الکتریکی و تلفن‌های همراه تبدیل شده‌اند. تخمین زده می‌شود که بیش از 11 میلیون تن از LIBهای مصرف شده تا سال 2030 در سراسر جهان دفع می‌شود، اما فقط کمتر از 5% از LIB‌های مصرف شده بازیافت می‌شوند .بدون استراتژی‌های بازیافت و زیرساخت‌های مناسب، تهدید فوری آلودگی محیط زیست و هدر رفتن منابع واضح است. در سال‌های گذشته، تعداد زیادی از تکنیک‌های استخراج به عنوان جایگزین‌های سازگار با محیط زیست برای روش‌های استخراج مرسوم ظاهر شده‌اند. در این زمینه خاص، دسته جدیدی از حلال‌ها به نام حلال‌های یوتکتیک عمیق (DESs) به عنوان یک ابزار جدید و بسیار امیدوارکننده پدید آمده‌اند. در مقایسه با حلال‌های آلی معمولی، DESها و همچنین حلال‌های یوتکتیک عمیق طبیعی (NADES) توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند، زیرا نه تنها از ترکیبات آلی دوستدار محیط زیست، غیر سمی و زیست تخریب‌پذیر هستند، بلکه دارای یک هزینه کم و به راحتی در آزمایشگاه شخصی تولید می‌شوند. در پژوهش حاضر از یک حلال یوتکتیک عمیق طبیعی متشکل از کولین کلراید و عصاره لیمو (به عنوان دهنده‌ی پیوند هیدروژنی) جهت استخراج فلزات با ارزش از باترهای لیتیومی فرسوده استفاده شده است. از روش سطح پاسخ (RSM) برای بهینهسازی‌فاکتورهای دما، زمان، نسبت جامد به مایع و نسبت کولین کلراید به عصاره لیمو (Ch/CA) استفاده شد. نتایج نشان داد که در شرایط نقطه بهینه اول به‌صورت دمای 5/103درجه سانتی‌گراد، نسبت جامد به مایع (w/v)75%/23 ، Ch/CA برابر (w/v)51%/0 و زمان 3 ساعت و 45 دقیقه راندمان استخراج کبالت و لیتیوم به ترتیب %60/91 و %23/98 و در شرایط نقطه بهینه دوم به صورت دمای130درجه سانتی‌گراد نسبت جامد به مایع (w/v)75%/23، نسبت Ch/CA برابر (w/v)1%/1 و زمان 4 ساعت و50 دقیقه راندمان استخراج کبالت و لیتیوم به ترتیب %6/94 و %04/99 به‌دست آمد. جهت بررسی سینتیک فرآیند مدل هسته کوچک شونده به‌کار برده‌شد. در شرایط نقطه‌ی بهینه‌ی دوم، مرحله‌ی نفوذ در ساختار جامد به دلیل بیشترین مقدار ضریب همبستگی ("R" ^"2" ) با مقدار 97/0 و 99/0 به ترتیب برای کبالت و لیتیوم به عنوان مرحله کنترل کننده سرعت انتخاب و همچنین درجه سرعت واکنش برای هر دو فلز از نوع درجه اول تعیین شد.
پژوهشگران	رحمت صادقی (استاد مشاور)، سیدامید رستگار (استاد راهنما)، نیما رضائی (دانشجو)