Med hundraåriga mineralbearbetningsmetoder, kemiteknikstudenter har hittat en lösning på ett hotande 2000-talsproblem:hur man ekonomiskt återvinner litiumjonbatterier.

Lei Pans team av kemiteknikstudenter hade arbetat länge och hårt med sitt forskningsprojekt, och de var glada över att bara visa sina resultat på People, Prosperity and the Planet (P3) tävling i april i Washington, DC. Vad de inte förväntade sig var att bli mobbad av entusiastiska åskådare.

"Vi fick mycket 'oh wow!' svar, från åttaåringar som ville veta hur det fungerade till EPA-tjänstemän som undrade varför ingen hade gjort detta tidigare, " säger senior Zachary Oldenburg. "Mitt svar till EPA var, "För att ingen annan hade en projektledare som är gruvingenjör."

Panorera, en biträdande professor i kemiteknik vid Michigan Technological University, tog sin examen i gruvteknik. Det var hans idé att anpassa 1900-talets gruvteknik för att återvinna litiumjonbatterier, från de små i mobiltelefoner till multikilowattmodellerna som driver elbilar. Pan tänkte att samma teknik som används för att separera metall från malm kunde tillämpas på förbrukade batterier. Så han gav sina elever en snabbkurs i grundläggande mineralbearbetningsmetoder och släppte loss dem i labbet.

"Mitt sinne går tillbaka till början, när ingenting fungerade, " säger Trevyn Payne, senior kemiingenjör. "Många gånger var det, ärligt, "Låt oss bara prova det här." Ibland när saker löste sig, det var typ en olycka."

Oldenburg ger ett exempel. "Vi försökte alla typer av lösningsmedel för att frigöra kemikalier, och efter timmar och timmar, vi fick reda på att vanligt vatten fungerade bäst."

Men till sist, allt kom ihop. "Du kan se dina resultat förbättra experiment för experiment, " förklarar doktoranden Ruiting Zhan. "Det är ganska bra. Det ger dig en känsla av prestation."

Teamet använde gruvindustriteknik för att separera allt i batteriet:höljet, metallfolier och beläggningar för anoden och katoden, som inkluderar litiummetalloxid, den mest värdefulla delen. Komponenterna kan returneras till tillverkaren och göras om till nya batterier.

"Den största fördelen med vår process är att den är billig och energieffektiv." Ruitang Zhan

"I syfte att återtillverka, våra återvunna material är lika bra som jungfruliga material, och de är billigare, ", tillägger Oldenburg.

Det faktum att deras process är beprövad och sann är kanske dess mest attraktiva kvalitet för industrin, Panorera anteckningar. "Vi såg möjligheten att använda en befintlig teknik för att möta nya utmaningar, " säger han. "Vi använder vanliga gravitationsseparationer för att separera koppar från aluminium, och vi använder skumflotation för att återvinna kritiska material, inklusive grafit, litium och kobolt. Dessa gruvtekniker är de billigaste tillgängliga, och infrastrukturen för att implementera dem finns redan."

Förbipasserande var inte de enda på P3-tävlingen som imponerades av elevernas insats. AIChEs (American Institute of Chemical Engineers) Youth Council on Sustainable Science and Technology (YCOSST) har meddelat att de kommer att dela ut laget sitt YCOSST P3 Award, som erkänner projektet "som bäst använder hållbara metoder, tvärvetenskapliga samarbeten, tekniska principer och ungdomars engagemang, och vars design är enkel nog att ha en hållbar inverkan utan att kräva betydande teknisk expertis hos användarna."