未来先进电池系统钠硫NaS的回收展望

开发Na/S电池的大部分努力都是为了将其用于电动汽车.目前该先进电池系统的应用主要集中在固定式电池领域,但对其进行了可行性研究回收在电动汽车开发工作暂停之前,该系统的开发工作。钠/硫电池含有反应性和腐蚀性物质,但没有有毒物质。通过对电池废料的处理,可以消除反应性问题。

回收这种化学物质的主要困难在于,大多数成分的价值很低,或难以以一种可用于高价值应用的形式回收(例如,氧化铝电解质)。已在试点规模上评估了一项拟议的专利回收计划,并发现从成本和技术角度来看是可以接受的[37]。这种方法取代了早期开发项目中使用的焚烧法,但被认为对大量电池来说过于昂贵。在回收过程中,电池被粉碎,可溶性成分用水提取。由此产生的多硫化钠溶液酸化生成硫化氢,可以在小型克劳斯工艺反应器中转化为硫。剩余的Na2S04溶液可以转化为硫酸和氢氧化钠,在这个过程中出售或使用。还回收了不溶性陶瓷、石墨和金属电池壳材料。用这种方法回收的硫被回收到新的Na/S电池中,这些电池表现出与用原始硫建造的电池相同的性能。

根据工厂每年5000吨(公吨)的规模,预计加工成本为每千瓦时6至10美元。相比之下,焚烧每千瓦时的成本为40至60美元。回收材料的价值相对较低,使这个回收过程无法完全自给自足。其他更有价值的硫可以通过改进的工艺回收,但由于不相容原理,它们的市场可能会受到限制。还没有对这方面的成本效益进行详细的审查。

制定了一个试验回收工厂(250吨/年)的规范,以满足德国的安全和环境标准,但由于回收的电池数量不足以支持该工厂,因此没有建造该工厂。对实验室规模回收的溶液进行了铬的分析,铬的含量低于EPA的限制。对细胞的TCLP测试也显示可浸出的铬含量在EPA标准内。

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