A lítium-ion akkumulátorok újrahasznosítása során az egyik legnagyobb technológiai kihívást a kritikus fémek precíz szétválasztása jelenti. A Science Advances tudományos folyóiratban 2026 márciusában publikált legújabb kutatás egy zöldebb, költséghatékony alternatívát mutat be. Biológiai savak, kiemelten a borkősav alkalmazásával a kutatóknak sikerült a nikkelt és a kobaltot kiemelkedő, 99 százalék feletti tisztasággal, elektrokémiai úton szétválasztaniuk. A módszer forradalmasíthatja az energiatárolási és az ipari szektor nyersanyag-ellátását, miközben fenntarthatóbbá teszi a körforgásos gazdaságot.
A hasonló redukciós potenciál problémája
A kobalt (Co) és a nikkel (Ni) iránti növekvő globális kereslet mind az energiatárolási, mind az egyéb ipari alkalmazások terén elengedhetetlenné teszi e fémek hatékony kinyerését mind az elsődleges bányászati, mind a nem hagyományos forrásokból (például a használt akkumulátorokból).
A hagyományos, jelenleg is elterjedt oldószeres extrakciós (solvent extraction) eljárásokkal szemben az elektrokémiai kinyerés (electrowinning) egy lényegesen környezetbarátabb alternatívát kínál. Ennek ipari skálázását azonban eddig jelentősen hátráltatta egy alapvető fizikai-kémiai akadály: a kétértékű kobalt- és nikkelionok redukciós potenciálja rendkívül közel áll egymáshoz, ami a gyakorlatban megnehezíti a szelektív szétválasztásukat a folyadékokból.
A borkősav, mint biológiai innováció
Egy nemzetközi kutatócsoport (Tianchen Li, Yayuan Liu, William A. Goddard, Chi Zhang és munkatársaik) arra a megállapításra jutott, hogy a költséghatékony és újrahasznosítható biológiai savak (bioacids) képesek módosítani az ionok szolvatációs (oldódási) környezetét. Ez a kémiai beavatkozás felerősíti a kobalt és a nikkel redukciós potenciálja közötti különbséget.
A laboratóriumi vizsgálatok során egyértelműen a borkősav (tartaric acid) bizonyult a leghatékonyabb adalékanyagnak. Alkalmazásával érték el az eddigi legmagasabb szelektivitást. A folyamat sikerének kulcsa, hogy a borkősav egy egyedi, kétmagvú komplexet (dinuclear complex) hoz létre a fémionokkal, amely lehetővé teszi a precíz, célzott elektrokémiai szétválasztást.
Számszerűsített eredmények: 99 százalék feletti tisztaság
A technológiát a gyakorlatban is tesztelték, méghozzá valós, ternér (háromkomponensű, NMC) lítium-ion akkumulátorokból származó kilúgozott folyadékokon (leachates). A hivatalosan publikált kvantitatív adatok kiemelkedő konverziós hatékonyságot bizonyítanak:
-
Szakaszos (batch) üzemmódban a folyamat 99,1 százalékos kobalttisztaságot ért el.
-
Egy iparilag skálázható, folyamatos áramlású (flow) rendszerben a fémek lépcsőzetes visszanyerése során 95,1 százalékos tisztaságú fémes kobaltot és 96,5 százalékos tisztaságú nikkelt nyertek ki.
-
Ugyanebben az integrált rendszerben a mangán-dioxid visszanyerési aránya megközelítette a 100 százalékot, rendkívül magas hozam mellett.
Fenntarthatóság és makrogazdasági előnyök
A tudományos kutatás nem állt meg pusztán a laboratóriumi kémiai eredményeknél. A tanulmány részeként elvégzett technológiai-gazdasági elemzés (technoeconomic analysis) és az életciklus-értékelés (life-cycle assessment) egyaránt azt bizonyítja, hogy a borkősav-közvetített elektrokémiai kinyerés kiváló gazdasági és környezetvédelmi mutatókkal rendelkezik a meglévő eljárásokhoz képest.
A projekt egy olyan fenntartható, generalizált elektrokémiai platformot hoz létre, amely a jövőben lehetővé teszi a nikkel és a kobalt szelektív, tiszta szétválasztását még a legösszetettebb, magas szennyeződéstartalmú nyersanyagforrásokból (complex feedstocks) is, jelentős lökést adva ezzel a globális akkumulátor-újrahasznosítási iparágnak.
Hivatalos források és hivatkozások: 
-
Eredeti tudományos publikáció: Tianchen Li et al., Selective cobalt and nickel separation by bioacid-mediated electrowinning. Science Advances 12 (10), eaec7956 (2026. március 6.). DOI: 10.1126/sciadv.aec7956