香港電動車增長促回收鋰電池技術發展

隨著香港本地電動車的數量持續上升,對於如何有效回收及處理廢棄鋰電池的需求愈加迫切,以促進資源再利用並減少環境廢物。生產力促進局最近研發出一套創新技術方案,能夠從鋰電池中提取出四種高價值金屬硫酸化合物,這一技術的應用將對香港的環保及資源循環利用產生深遠影響。

根據政府的最新數據,截至今年5月底,香港的電動車總數已達約12.25萬輛,這一數字佔本地車輛總數的13.6%。而在新登記的私家車中,電動車的比例在去年11月已經上升至約70%。這樣的增長勢頭顯示出電動車在香港的普及程度日益提高,隨之而來的鋰電池廢棄問題也亟需解決。

生產力促進局的綠色生活與創新部總經理蔡劍虹指出,儘管電動車的鋰電池通常可使用5至8年,但隨著電動車數量的增加,當前必須開始考慮如何在本地有效回收和處理這些廢棄鋰電池,以促進資源的再利用和減少廢物。許多人誤以為報廢的電動車鋰電池毫無價值,實際上,鋰電池內的硫酸鋰、硫酸鈷、硫酸錳及硫酸鎳等金屬化合物均具有相當的市場價值。此外,銅箔和鋁箔等材料的回收價值也不容小覷。因此,關鍵在於如何高效地處理、分離和提取這些有價值的材料。

目前,香港的回收商通常僅將廢棄的電動車鋰電池進行放電和拆解外殼,然後轉售給外國回收商,幾乎不進行任何深度處理。然而,若能進行一些簡單的工序,例如將拆解後的鋰電池打碎,並去除較大的金屬和塑膠顆粒,便能將其轉化為電池行業所稱的「黑粉」,這種粉末的批發價每噸可達數千至數萬元不等。

更進一步,從這些「黑粉」中提取高純度的硫酸鋰、硫酸鈷、硫酸錳及硫酸鎳等金屬化合物,然後再出售給鋰電池生產商,將會帶來更高的經濟價值。

蔡劍虹透露,該局約兩年前開始研究這套技術方案,目標是從鋰電池的「黑粉」中提取出鋰、鈷、錳、鎳等四種金屬的硫酸化合物,並同時滿足高純度、低耗電、低成本及快速處理等經濟和環保要求。最初,他們觀察到市場對此類技術的需求,隨後有企業主動聯繫該局,表示希望在香港設廠進行廢棄鋰電池的回收和關鍵材料的提取,並請求技術支持。

這套技術方案的具體步驟包括:首先,將多種有機酸及還原劑加入「黑粉」,以溶解出目標金屬的硫酸化合物,這一過程產生的溶液稱為「滲濾液」。接著,通過進一步使用有機酸及還原劑,從「滲濾液」中逐步提取出單一金屬的硫酸化合物溶液。然後,利用「油水萃取分離」技術,通過柱型的萃取塔,根據水性和油性物質的密度差異及化學性質進行多級處理,最終將高純度金屬硫酸化合物集中在油性溶液的頂部。最後,通過化學沉澱法,從油性溶液中提取出金屬的硫酸化合物粉末。

蔡劍虹強調,這套方案的優勢在於其高純度,提取出的四種金屬硫酸化合物粉末純度至少達90%,部分甚至超過95%。若重複進行關鍵的「油水萃取分離」工序,理論上可將純度提高至98%或99%。此外,該工序所需的温度僅為數十度,故耗電量相對較低。

生產力促進局已經研製出一部中試系統,並安裝在其資源循環技術研究中心內,經過測試證實達到設計要求,並已獲得一項短期專利。然而,由於該中試系統屬於實驗室級別,規模過小,無法用於商業化生產。目前,該企業計劃與生產力促進局合作,申請政府的資助計劃,以研製一部商業化的中試系統,目標是在2027年底開始投產。此外,他們也可能會申請保護期較長的發明專利。蔡劍虹表示,從申請資助計劃到獲批大約需要半年或更長時間,加上尋找合適的廠房及研製大型商業化中試系統,預計整個過程將需要兩年多的時間才能實現投產。
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