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Reverse salinity energy harvesting-assisted electromembrane system for metal ion fractionation and hydrogen production from battery waste

Projektbeschreibung

Eine Lösung für den Umgang mit Batterieabfällen und ihre Verwertung

Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) sind revolutionär. Sie treiben die Automatisierung voran und verändern viele Technologien des täglichen Lebens. Leider stellt die Rückgewinnung von LIBs eine besondere Herausforderung dar, da bei der sauren Auslaugung toxische Multikomponenten-Gemische entstehen, wodurch ihre Nachhaltigkeit erheblich beeinträchtigt wird. Das ERC-finanzierte Projekt ReHeal4waste zielt darauf ab, eine neuartige Methode für die selektive Fraktionierung von Metallionen aus Batterieabfällen und für die Erzeugung von Wasserstoff zu entwickeln. Dazu werden Salzgradienten genutzt, die beim Mischen unterschiedlicher Konzentrationen gebildet werden. Um dies zu erreichen, wird es die umgekehrte Elektrodialyse zur Energiegewinnung und zur Entsorgung wichtiger Abfallprodukte nutzen. Das Projekt leistet einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Wiederverwertbarkeit und somit zum Übergang zu nachhaltigeren Technologien.

Ziel

Lithium-ion batteries (LIBs) have revolutionised daily life and automation, but recovering them poses challenges due to the toxic, multi-component mixtures produced during acidic leaching.
Here, we propose a novel method for selectively fractionating metal ions from battery waste and hydrogen production powered by salinity gradient differences that occur when two solutions with different concentrations are mixed. To achieve this, we employ reverse electrodialysis (RED). The RED process selectively fractionates transition metal ions from battery effluent, including complex and toxic metals like Co, Ni and Mn. It also aims to generate energy by increasing the electrical potential difference between the external electrodes, using this power for water electrolysis. These three effects will coincide within the same membrane stack and are inseparable.
The research's primary objective is to design and develop an ultra-selective cation exchange membrane that allows for the transportation of only specific transition metal ions such as Co, Ni, or Mn, while facilitating energy extraction through the mixing of spent battery effluents and low-concentration acids.
Research on battery waste and hydrogen production from SGE sheds new light on the correlation between membrane properties, energy harvesting, and power hydrogen generation. This research delves into the membrane structure and how its properties impact the amount of energy extracted.
The search for novel solutions for extracting metal ions from battery waste should minimise carbon footprint, save energy consumption, and effectively fractionate metal ions from multi-component solutions.
The ReHeal4waste introduce a novel Quality to wastewater treatment, offering the opportunity for the fractionation of toxic metal ions and the generation of energy through the controlled mixing of waste streams with low acid content and the generation of green hydrogen.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

POLITECHNIKA WROCLAWSKA
Netto-EU-Beitrag
€ 1 500 000,00
Adresse
WYBRZEZE WYSPIANSKIEGO 27
50-370 Wroclaw
Polen
Region
Makroregion południowo-zachodni Dolnośląskie Miasto Wrocław
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 500 000,00

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