統合型電気膜結晶化技術によるリチウムイオン電池のリサイクル
Yan Zhao1,2, Yangbo Qiu3, Lei Xia4
1Department of Civil Engineering, The University of Hong Kong, Pokfulam, Hong Kong. yanzhaox@hku.hk.
Nature communications
|December 20, 2025
まとめ
本研究では、使用済みリチウムイオン電池（LIB）から貴金属を効率的に回収するためのスケーラブルな技術である電気膜結晶化支援一般リサイクル（e-MCGR）を紹介します。e-MCGRプロセスは、LIBリサイクルの持続可能性と経済的実行可能性を大幅に向上させます。
科学分野:
- 材料科学
- 化学工学
- 環境科学
背景:
- 使用済み電池の蓄積と資源回収の必要性から、リチウムイオン電池（LIB）のリサイクルは極めて重要です。
- 現在の手法では、複雑な浸出溶液からLi+、Mn2+、Ni2+、Co2+などの貴金属イオンを選択的かつ効率的に回収することに課題があります。
研究 の 目的:
- スケーラブルな電気膜結晶化支援一般リサイクル（e-MCGR）技術を開発・評価すること。
- LIB浸出溶液から主要な金属イオンを選択的かつ効率的に回収すること。
主な方法:
- 電気化学的および電気膜技術を、選択的膜二段蒸留、二極膜インサイチュ結晶化、膜金属錯体化エキサイチュ結晶化、膜金属抽出時間結晶化の4つの構成に統合しました。
- 電気膜速度論、結晶化性能、エネルギー消費、経済的実行可能性、および環境上の利点の体系的な分析。
主要な成果:
- 最適化されたe-MCGRは、Li+で95.5%、Mn2+で99.5%、Ni2+で83.1%、Co2+で87.3%の高い回収率を達成しました。高い製品純度が得られました：Li2CO3で99.9%、Mn3O4で99.9%、Ni(OH)2で99.5%、Co(OH)2で92.5%。
結論:
- e-MCGR技術は、LIBリサイクルにスケーラブルで効率的なソリューションを提供します。
- このアプローチは、技術的性能と、エネルギー、環境、経済的な持続可能性を整合させ、LIBリサイクル慣行に変化をもたらす可能性があります。
