Abstract:
ในงานวิจัยนี้จะมุ่งเน้นไปที่การกู้คืนแมงกานีสและคาร์บอนในผงขั้วแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว เพื่อที่จะนำไปสังเคราะห์เป็นวัสดุเชิงประกอบแมงกานีสไดออกไซด์/คาร์บอน และนำไปใช้งานเป็นวัสดุสำหรับขั้วแคโทดของแบตเตอรี่สังกะสีไอออน โดยขั้นตอนการสังเคราะห์ประกอบด้วยการชะละลายผงขั้วแบตเตอรี่แอลคาไลน์ด้วยกรด ซึ่งจะได้ผลิตภัณฑ์เป็นสารละลายที่ประกอบไปด้วย MnSO4 และกากคาร์บอน ซึ่งใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์แมงกานีสไดออกไซด์เฟสแอลฟา, เบตาและแกมมา และวัสดุเชิงประกอบแมงกานีสไดออกไซด์/คาร์บอน ที่มีอัตราส่วนโดยน้ำหนักของ C:MnO2 ที่ 1:75-15:75 (หรือ MnO2/C1-MnO2/C15 ตามลำดับ) ผลการทดลองพบว่าสามารถสังเคราะห์ α-MnO2 และ β-MnO2 ที่มีความบริสุทธิ์ได้ในขณะที่ γα-MnO2 จะพบเฟสแกมมาเป็นเฟสหลักและมีเฟสแอลฟาผสมซึ่งพบเฟสดังกล่าวเช่นเดียวกันใน MnO2/C1- MnO2/C15 เมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการกู้คืนแมงกานีสจะพบว่า α-MnO2 > β-MnO2 > γα-MnO2 และเมื่อพิจารณาผลของอัตราส่วนคาร์บอนต่อประสิทธิภาพการกู้คืนแมงกานีสพบว่า MnO2/C1 ของทุกเฟสมีประสิทธิภาพการกู้คืนสูงที่สุด คาดว่าเกิดจากการที่คาร์บอนทำตัวเป็นนิวเคลียสแบบวิวิธพันธ์ของ MnO2 จากนั้นเมื่อนำวัสดุรีไซเคิลที่ได้ไปใช้ในขั้วแคโทดในแบตเตอรี่สังกะสีไอออนแบบเซลล์มาตรฐาน CR2025 พบว่า เฟสและอัตราส่วนของคาร์บอนส่งผลต่อค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะที่ได้ อัตราส่วนของกากคาร์บอนที่ให้ค่าความจุจำเพาะสูงที่สุดของแต่ละเฟส คือ α-MnO2/C1, β-MnO2/C5 และ γα-MnO2/C15 โดย β-MnO2/C5 มีค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะที่สูงที่สุดที่ 368 mAh/g ที่การดึงกระแส 0.1 A/g และสูงที่สุดในทุกเฟสไปจนถึงประมาณรอบที่ 200
