Bridging Li-Ion Batteries and Fuel Cells: From Cathode Leaching Residue to an Atomic-scale Catalytic System
鋰離子電池回收再利用: 從陰極浸出殘餘物質到原子級觸媒
Mengjie Liu, Tsung-Cheng Yang, Zhefei Pan, Jeongyeon Lee, Liang An, Baolong Qiu, Huayi Yin, Chia-Min Yang*, and Lawrence Yoon Suk Lee*
2023/12/31
鋰離子電池是手機、電動車與相關產品中所使用的主要儲能系統，而隨著鋰離子電池市場的大幅成長，廢棄鋰離子電池的回收與再利用就成為一個重要且備受關注的議題。本研究展示了一種金屬浸出法，藉以回收鋰離子電池中陰極內的鐵元素，用以製備氧氣還原電催化劑。通過X光吸收光譜分析原始陰極樣品和浸出後的催化劑，結果顯示浸出後催化劑之Fe-O, Fe-P, 與Fe-Fe之配位數相較於原始樣品皆有明顯下降，這表示浸出後催化劑中之鐵元素是以單原子及團簇的形式存在。電催化氧氣還原反應研究則顯示，鐵單原子周圍的鐵團簇中的價電子會轉移到單原子的反鍵結軌域，從而降低了中間產物的吸附能力，進而提升了觸媒在電催化反應中的活性。本研究為廢棄鋰離ａ子電池的回收再利用提供了一個新的途徑，可將其中的陰極材料轉化為高效能催化劑，對於推動環保和可再生能源技術的發展具有其重要性。
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