电池废料和厨房箔为二氧化碳转化为甲烷燃料创造了纳米催化剂

电池废料是一个严重的环境问题：它含有对人类健康和生态系统构成威胁的物质。然而，与此同时，电池也含有镍等有价值的材料，这是我们生产新电池所必需的。因此，迫切需要更好的电池回收方法

在维也纳理工大学，研究人员开发了一种可用于从废镍金属氢化物电池中回收镍的工艺。但这还不是全部：从这些电池废料和厨房使用的铝箔中，可以生产出一种将二氧化碳转化为有价值的甲烷的纳米催化剂。通过这种方式，一方面可以减少浪费问题，同时获得气候中性燃料

他们的论文发表在《绿色化学》杂志上

电池回收：对环境和经济非常重要

该研究项目负责人、维也纳工业大学材料化学研究所的Günther Rupprechter教授说：“现代电池，如镍氢电池和锂离子电池，由不同的成分组成，这使得回收和再利用过程在技术上具有挑战性。”。“处置不当会导致化学品泄漏、火灾和污染。”

从废旧镍氢电池中回收镍在经济上也非常重要：在欧盟，到2030年，废旧电池和电池生产中的废料可以提供所需镍的16%左右，这足以每年装备130万至240万辆电动汽车

尽管有这种潜力，但欧盟和英国目前的回收能力仅为2030年所需的十分之一左右。因此，对回收基础设施的投资是必要的

升级循环：从废物回收到二氧化碳捕获

该研究的第一作者Qaisar Maqbool博士说：“回收是一个重要的步骤，但通过将镍升级为能够生产燃料的催化剂，可以产生更大的影响。”

该团队从废旧镍氢电池中提取镍，并从废旧铝箔中回收氧化铝。然后，这些材料以环保的方式转化为高性能的纳米催化剂——使用绿色化学方法

Günther Rupprechter解释说：“我们的纳米催化剂由92%-96%的氧化铝和4%-8%的镍组成，最适合将温室气体二氧化碳与氢气一起转化为甲烷。”。该过程既不需要高压也不需要高温；催化剂在大气压和250°C的容易实现的温度下工作

从温室气体到清洁能源

这提供了一种以气候中性方式将二氧化碳转化为有价值燃料的方法：例如，甲烷在工业中作为能源发挥着重要作用。“现在我们想研究如何将这一过程扩大到技术应用中，”Günther Rupprechter教授说

“我们相信这种方法可以改变可持续的燃料生产。我们的方法为气候问题提供了一种解决方案，同时也有助于解决紧迫的废物问题。”

升级材料也可以回收

许多催化剂会随着时间的推移而失活，因为催化剂在某个时候会发生结构变化，或者由于焦炭（碳）的积累而变得不那么有效。研究中没有检测到这种失活。然而，对团队来说，重要的是要在封闭的循环中思考，并考虑如何回收催化剂本身

Qaisar Maqbool博士说：“为了关闭可持续发展循环，你可以将废催化剂回收到其原始前体中进行再利用。”。这确保了整个过程保持环保，并将废物量降至最低 More information: Qaisar Maqbool et al, Upcycling hazardous waste into high-performance Ni/η-Al₂O₃ catalysts for CO₂ methanation, Green Chemistry (2025). DOI: 10.1039/D4GC05217J

Journal information: Green Chemistry