市政污水磷回收新突破：助力磷酸铁锂电池发展

市政污水磷回收新突破：助力磷酸铁锂电池发展

引用

科学网

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https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2025/1/2025123133328446127648.shtm

全球磷资源短缺问题日益严峻，锂离子电池磷酸铁锂正极材料需求却快速增长。在这一背景下，清华大学研究团队开发出一种从市政污水中回收磷资源的新方法，为解决这一矛盾提供了创新性解决方案。

创新性磷回收技术

研究团队创新性地利用市政污水处理过程中的铁基化学除磷污泥，通过高温烧结与酸洗工艺，将富含磷和铁的污泥转化为纯化的磷 - 铁氧化物（Fe2.1P1.0O5.6）。这些氧化物可替代高达 35% 的磷酸铁试剂，作为前驱体合成碳包覆的磷酸铁锂材料（LiFePO4/C）。

图注：从市政污水污泥中回收磷资源制备LiFePO4/C材料的工艺流程

优异的电化学性能

实验数据显示，所制备的 LiFePO4/C 材料在 17 mA·g−1的电流密度下，放电比容量达 114.9 mA·h·g−1，100 次循环后容量保持率仍高达 99.2%。研究表明，污泥中 Ca2+、Na+元素的掺杂提升了 LiFePO4/C 晶体结构的稳定性，进而使其具备优异的循环性能。

重大应用前景

与传统磷回收路线不同，该方法能将化学除磷污泥中的磷资源 100% 转化为高附加值的 LiFePO4/C 正极材料。若市政污水中的磷物质全部回收，可满足中国锂离子电池行业 35% 的磷需求。

这项研究成果不仅为解决磷资源短缺提供了新思路，还实现了市政污水中磷资源的高效回收与高值化利用，具有显著的经济和环境效益，对推动绿色可持续发展意义重大。未来，随着技术的进一步完善与推广，有望在资源回收利用领域发挥更大作用。

本文原文来自《Engineering》期刊