Enhancement of syngas production via plastic gasification in low-concentration CO2 by using spent lithium-ion batteries-derived black mass
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Notice bibliographique
Résumé
This study investigates the thermochemical and co-thermochemical conversion of black mass (BM), derived from spent lithium-ion batteries, with and without polyethylene (PE) under various atmospheric conditions (N 2 , 25 % CO 2 , and 99.999 % CO 2 ) at temperatures ranging from 700 °C to 900 °C. In an inert N 2 environment, gas emissions were minimal, while significant CO production was observed under CO 2 -rich conditions due to the Boudouard and catalytic reactions facilitated by Ni-based components in BM. The addition of PE enhanced the generation of H 2 and CO, particularly under CO 2 environments, through catalytic conversion of pyrolyzed volatiles. Even with low CO 2 concentrations (∼18 mol%), considerable CO 2 -to-CO conversion was achieved. Heating rate and feedstock ratio (BM:PE) notably influenced gas profiles and syngas yield. Reusability tests showed that processed BM retained partial catalytic activity and maintained structural integrity, making it viable for subsequent hydrometallurgical applications. These results suggest the potential of BM as both a catalyst and a valuable resource for CO 2 -assisted syngas production. • Black mass (BM) catalyzes CO 2 -assisted gasification of polyethylene (PE). • Significant syngas production achieved even under low CO 2 concentrations (∼25 %). • Ni-based components in BM promote Boudouard and reverse water-gas shift reactions. • Optimal BM:PE ratio (4:1) yielded 18.6 % CO 2 -to-CO conversion efficiency at 900 °C.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
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