Enhanced Proton-Selective Hybrid Polybenzimidazole/Perfluorosulfonic Acid Membranes for Acid Recovery from Lithium Battery Leachate Using Electrodialysis
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Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Proton-selective membranes present a promising solution for improving the efficiency and sustainability of acid recovery in the hydrometallurgical recycling of lithium-ion batteries (LIBs). This study introduces a hybrid cation exchange membrane developed by in situ modification of a commercial perfluorosulfonic acid (PFSA) membrane with polybenzimidazole (PBI) for efficient acid recovery using electrodialysis (ED). The modified membranes demonstrated exceptional proton selectivity and stability, achieving selectivity ratios of 770 (H + /Li + ) and 606 (H + /Co 2+ ), surpassing reported values in the literature. In 150 min of electrodialysis, the optimum membrane composite (PFSA-113_PBI-3%) achieved up to 80% acid recovery from synthetic leachates containing H +, Li +, Mn 2+, Co 2+, and Ni 2+ . Outstanding separation factors of up to 86 for H + /Li + and 10 4 for H + / d -Metal 2+, alongside a current efficiency of 95%, were also obtained with the optimum membrane. The enhanced proton selectivity was attributed to the hydrogen-bond networks and ionic interactions resulting from salt bridges between PBI and polymer acidic groups from the formation of a PBI/PFSA interpolymer complex. This was confirmed through membrane structural analysis using Raman and FTIR spectroscopy, electron microscopy, and small-angle X-ray scattering. The separation mechanism of the modified membrane was found to resemble that of biological membranes, as confirmed through carefully designed methylation tests.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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