Toray: 廃LIBからリチウムを回収！
Récupérer le lithium des LIBs de déchets!
Sammeln von Lithium aus Abfall-LIBs!
Collecting lithium from waste LIBs!
從廢鋰電池中收集鋰！
ー「リチウムを回収するナノ濾過（ＮＦ）膜」を開発ー
東レ：
「使用済みＬＩＢから、リチウムを回収するナノ濾過（ＮＦ）膜」を開発した。
「ＮＦ膜の耐酸性を５倍」に､「リチウムの選択性を１・５倍」に高めた。
ナノ濾過（ＮＦ）膜を開発：
廃ＬＩＢリサイクルで、ＮＦ膜による分離・回収処理が可能になる。
新ＮＦ膜分離法を適用すれば、製造コストを５分の１に低減できる。
リチウムの供給不足対策：
ＥＶ普及により２０３０年にはリチウムの供給不足が懸念されている。
２０２７年の実用化を目指す。
従来の廃ＬＩＢリサイクル：
従来の廃ＬＩＢリサイクルでは、
高温処理した粉末を、強酸で有価金属を回収し、最後にリチウムを抽出する。
これまでのＮＦ膜では、「耐酸性が不足して適用できなかった」とのこと。
今回の新ＮＦ膜処理：
新ＮＦ膜が、
酸との反応性を引き下げ、膜の孔径の均一性を高めたことで、
「リサイクルで有価物回収後に、膜分離工程を加えること」を可能にした。
リチウムの製法：
塩湖法：
塩湖から濃縮・精製する塩湖法。鉱石法：
採掘した鉱石を焙焼・精製する鉱石法が主流。ＮＦ膜分離法：
ＮＦ膜分離が実用化すれば、
- 製造コストを塩湖法並みに下げて、
- 生産性を鉱石法並みに高めることができる。
さらに、
二酸化炭素排出を、鉱石法の３分の１に削減できる。
現在の廃ＬＩＢリサイクル：
製造コストが高いため、リチウムの大部分が廃棄されている。
ニュースイッチ
使用済みリチウムイオン電池からリチウムを回収
－耐酸性を飛躍的に向上した高リチウム選択性ナノろ過膜を創出－
東レ：
最新DXを活用した。
- 「酸による膜の性能劣化メカニズム」と、
- 「選択分離に最適な膜の細孔構造」を解析した。
- 有機合成化学／高分子化学／ナノテクノロジーを駆使。
「強固な耐酸性構造と1nm以下の精密な細孔構造を兼ね備える架橋高分子膜」を創出した。
従来品比で、「5倍の耐酸性と1.5倍のイオン選択分離性」を実現しました。
ニュース一覧 | TORAY
https://www.toray.co.jp/news/details/20220823145524.html
「原子だけ3倍通す東レの超フィルター 」が登場
NF膜（ナノろ過膜）とは：
液体をろ過する水処理膜の一種だ。
新NF膜は「水に溶けた状態で0.76nmLiイオン（1価イオン）」を通す。
一方、
「0.85nmのコバルト（Co）の2価イオンを通さない」、高選択分離性を持つ。
加えて、
「従来のNF膜より、透水性を3倍高めること」で、ろ過・必要エネルギーを低減した。
日経クロステック（xTECH）
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/01410/00004/
Toray : Récupérer le lithium des LIBs de déchets !
-Développement d’une “membrane de nanofiltration (NF) pour la récupération du lithium”-
Toray :
Nous avons développé une membrane de nanofiltration (NF) qui récupère le lithium des LIB usagées.
“La résistance aux acides de la membrane NF est augmentée de 5 fois”, et la “sélectivité au lithium est augmentée de 1,5 fois”.
Membrane de nanofiltration (NF) développée :
Le recyclage des déchets LIB permet un traitement de séparation et de valorisation à l’aide de membranes NF.
Si la nouvelle méthode de séparation membranaire NF est appliquée, le coût de fabrication peut être réduit d’un cinquième.
Contre-mesures contre la pénurie d’approvisionnement en lithium :
On s’inquiète d’une pénurie d’approvisionnement en lithium en 2030 en raison de la propagation des véhicules électriques.
Vise une commercialisation en 2027.
Recyclage des déchets classiques LIB :
Dans le recyclage classique des déchets LIB,
Les métaux précieux sont récupérés de la poudre traitée à haute température avec un acide fort, et enfin le lithium est extrait.
Selon la société, la membrane NF conventionnelle “ne peut pas être appliquée en raison d’un manque de résistance aux acides”.
Ce nouveau traitement membranaire NF :
La nouvelle membrane NF
En diminuant la réactivité avec les acides et en augmentant l’uniformité de la taille des pores de la membrane,
Il a permis d’ajouter un procédé de séparation membranaire après récupération des matières valorisables en recyclage.
Méthode de production du lithium :
Méthode du lac salé :
Méthode du lac salé pour concentrer et raffiner à partir du lac salé.
Méthode minerai :
La méthode du minerai, dans laquelle le minerai extrait est torréfié et raffiné, est le courant dominant.
Méthode de séparation membranaire NF :
Si la séparation par membrane NF est mise en pratique,
Abaissant le coût de fabrication au même niveau que la méthode du lac salé,
La productivité peut être augmentée au même niveau que la méthode au minerai.
en outre,
Les émissions de dioxyde de carbone peuvent être réduites à un tiers de la méthode du minerai.
Recyclage LIB des déchets actuels :
En raison des coûts de production élevés, la majeure partie du lithium est gaspillée.
nouvel interrupteur
Récupération du lithium des batteries lithium-ion usagées
– Création d’une membrane de nanofiltration hautement sélective au lithium avec une résistance aux acides considérablement améliorée –
Toray :
Utilisant le dernier DX.
“Mécanisme de dégradation des performances du film par l’acide”,
Nous avons analysé la “structure optimale des pores de la membrane pour une séparation sélective”.
Tirer pleinement parti de la chimie organique de synthèse, de la chimie des polymères et des nanotechnologies.
Nous avons créé une membrane polymère réticulée qui possède à la fois une structure résistante aux acides et une structure de pores précise de 1 nm ou moins.
Par rapport aux produits conventionnels, nous avons atteint “5 fois la résistance aux acides et 1,5 fois la performance de séparation sélective des ions”.
TORAY
“Le super filtre de Toray qui ne laisse passer que trois fois les atomes” est maintenant disponible
Qu’est-ce que la membrane NF (membrane de nanofiltration):
C’est un type de membrane de traitement de l’eau qui filtre les liquides.
La nouvelle membrane NF laisse passer “0,76 nm d’ions Li (ions univalents) dissous dans l’eau”.
d’autre part,
“Les ions divalents de cobalt (Co) de 0,85 nm sont imperméables” et ont une séparation sélective élevée.
En outre,
La filtration et l’énergie requise sont réduites par “une perméabilité à l’eau trois fois supérieure à celle des membranes NF conventionnelles”.
Nikkei CrossTech (xTECH)
Toray: Sammeln von Lithium aus Abfall-LIBs!
-Entwicklung einer „Nanofiltrationsmembran (NF) zur Rückgewinnung von Lithium“-
Toray:
Wir haben eine Nanofiltrationsmembran (NF) entwickelt, die Lithium aus gebrauchtem LIB zurückgewinnt.
“Die Säurebeständigkeit der NF-Membran wird um das 5-fache erhöht”, und die “Lithiumselektivität wird um das 1,5-fache erhöht”.
Entwickelte Nanofiltrationsmembran (NF):
Abfall-LIB-Recycling ermöglicht die Trennung und Verwertung von NF-Membranen.
Bei Anwendung des neuen NF-Membrantrennverfahrens können die Herstellungskosten auf ein Fünftel gesenkt werden.
Gegenmaßnahmen gegen Lithium-Versorgungsengpässe:
Aufgrund der Verbreitung von Elektrofahrzeugen gibt es Bedenken hinsichtlich eines Versorgungsengpasses bei Lithium im Jahr 2030.
Kommerzialisierung im Jahr 2027 angestrebt.
Konventionelles Abfall-LIB-Recycling:
Beim konventionellen Abfall-LIB-Recycling
Aus dem hochtemperaturbehandelten Pulver werden mit starker Säure wertvolle Metalle zurückgewonnen und schließlich Lithium extrahiert.
Die herkömmliche NF-Membran ist nach Angaben des Unternehmens „mangels Säurebeständigkeit nicht einsetzbar“.
Diese neue NF-Membranbehandlung:
Die neue NF-Membran
Durch Verringerung der Reaktivität mit Säuren und Erhöhung der Einheitlichkeit der Porengröße der Membran,
Es ermöglichte die Ergänzung um ein Membrantrennverfahren nach der Wertstoffrückgewinnung im Recycling.
Herstellungsverfahren für Lithium:
Salzsee-Methode:
Salzseeverfahren zum Konzentrieren und Raffinieren aus Salzsee.
Erzmethode:
Das Erzverfahren, bei dem abgebauten Erz geröstet und veredelt wird, ist der Mainstream.
NF-Membrantrennverfahren:
Wenn die NF-Membrantrennung in die Praxis umgesetzt wird,
Senkung der Herstellungskosten auf das gleiche Niveau wie beim Salzseeverfahren,
Die Produktivität kann auf das gleiche Niveau wie beim Erzverfahren gesteigert werden.
Außerdem,
Die Kohlendioxidemissionen können gegenüber dem Erzverfahren auf ein Drittel reduziert werden.
Aktuelles Abfall-LIB-Recycling:
Aufgrund der hohen Produktionskosten wird das meiste Lithium verschwendet.
neuer Schalter
Rückgewinnung von Lithium aus gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien
– Schaffung einer hochlithiumselektiven Nanofiltrationsmembran mit dramatisch verbesserter Säurebeständigkeit –
Toray:
Verwendung der neuesten DX.
“Mechanismus der Verschlechterung der Filmleistung durch Säure”,
Wir haben die „optimale Porenstruktur der Membran für die selektive Trennung“ analysiert.
Volle Nutzung der synthetischen organischen Chemie, der Polymerchemie und der Nanotechnologie.
Wir haben eine vernetzte Polymermembran geschaffen, die sowohl eine stark säurebeständige Struktur als auch eine präzise Porenstruktur von 1 nm oder weniger aufweist.
Im Vergleich zu herkömmlichen Produkten haben wir die „5-fache Säurebeständigkeit und die 1,5-fache ionenselektive Trennleistung“ erreicht.
TORAY
“Torays Superfilter, der nur Atome dreimal passieren lässt” ist jetzt verfügbar
Was ist eine NF-Membran (Nanofiltrationsmembran):
Es ist eine Art Wasseraufbereitungsmembran, die Flüssigkeiten filtert.
Die neue NF-Membran lässt „0,76 nm Li-Ionen (univalente Ionen) gelöst in Wasser“ durch.
auf der anderen Seite,
“0,85 nm Kobalt (Co) zweiwertige Ionen sind undurchlässig” und haben eine hohe selektive Trennung.
Zusätzlich,
Filtration und benötigte Energie werden durch „dreimal höhere Wasserdurchlässigkeit als herkömmliche NF-Membranen“ reduziert.
Nikkei Cross Tech (xTECH)