2020年1月13日-1月17日，来自复旦大学的三位老师来到上海青浦东方中学带领学生们一起做课题研究，主题为《化身绿色斗士，消灭电池“毒霸”——废旧锂电池绿色回收工艺的探索》和《与“海岸卫士”对话——土壤性质与红树林的保护研究》。东方中学的13名学生分为两组参与了课题探究。

“绿色斗士组”通过5天的时间了解锂离子电池的结构及其工作原理、设计并发放调问卷、分析问卷数据结果、分享问卷感想、拆解苹果小米手机等的锂离子电池、通过化学实验回收负极、正极等材料。最后孩子们撰写了课题报告、分享实验成果、总结了废旧锂电池的回收方案及其意义。

TEM科研|化身绿色斗士，消灭电池“毒霸”——废旧锂电池绿色回收工艺的探索

2019年诺贝尔化学奖授予了“锂电池”发明，自上个世纪70年代锂电池被发明到现在，锂电池已经应用在了地球上几乎每一个便携式电子设备上，手机，笔记本，电动车，充电宝等等，可以说这个诺贝尔化学奖成果就在你我身边。

我国是锂离子电池的生产和消费大国，随着锂电池的普遍广泛应用，废旧锂电池已经大量产生。锂电池含有大量有毒有害物质和可再生材料，因此，无论是从环境保护还是资源循环角度，回收手机、电脑等电子产品中淘汰的锂电池都是一项极其重要的工作。

习近平总书记多次强调“绿水青山就是金山银山，要加强生态文明建设,形成绿色发展方式和生活方式,把我们伟大祖国建设得更加美丽,让人民生活在天更蓝、山更绿、水更清的优美环境之中。”本课题从“绿色、环保、可持续发展”的理念出发，探究一种废旧锂电池资源化再利用的相关回收工艺。

课题简介

第一天：了解锂离子电池，又称充电电池、二次电池。锂离子电池在我国拥有庞大市场，2018年我国新能源汽车产量已超过200万辆，2019年我国手机用户已接近13亿。小朋友们对锂离子电池已经有所了解，纷纷举了许多关于锂电池应用的例子。当讲解锂离子电池的结构及其工作原理的时候，同学们积极记笔记，画电池的示意图。

锂离子电池中含有铜箔铝箔石墨等可回收材料，更重要的是电池中含有大量的的钴、锂、铜、镍等多种贵重金属材料，从保护环境和资源循环利用的角度看，对废旧锂离子电池的回收利用和处理意义重大。

引导同学们围绕锂离子电池的了解程度、锂电池的危害、锂电池的回收机制等方面设计问卷。同学们分组分工合作很快完成了问卷设计。

第二天：同学们在老师的带领下来到学校附近的商城发放调查问卷。刚开始还非常担心小朋友们会胆怯而不敢请求陌生人参与填写问卷，到了实地问卷时，才发现担心是多余的。小朋友们早已把发问卷时需要的台词都想好了，自信满满说一定能完成目标。在短短2个小时的时间里，小朋友们在商场穿梭、马不停蹄，快速高效的完成了63份问卷。

第三天：同学们在老师的帮助下自主统计问卷结果、分析问卷数据，小朋友们马上得出许多有意思的结论，比如说受访人大多为20-30岁的年轻人，有相当一部分人对锂电池并不了解，即使手机店老板对锂电池也不是很了解的，令人出乎意料。同学们同时也分享了各自的问卷经历和感想：比如每位小同学都遭遇了多次的拒绝但是同学们都没有放弃，硬着头皮勇敢地提出请求，并且收获满满，总结出了自己的问卷经验：比如寻找人多的区域、休息区等问卷，成功率高。

接着讲解实验的要求规范、安全守则，实验内容步骤，开始关于电池回收的实验前，同学们先穿好白大褂、手套和口罩。同学们已经抑制不住内心的喜悦，迫不及待的想要动手实验了。这次实验分成了两个小组，一组是苹果手机电池组，另外一组是小米手机电池组。第一步是电池的预处理也就是放电过程，同学们分工合作，有负责配置氯化钠水溶液的，有负责记录数据的，同学们观察非常到位：发现当电池投入氯化钠水溶液放电池有气泡产生。最后分离出负极材料中的铜箔并且称重。

第四天：带同学们梳理了一下前一天的实验内容之后，同学们分工合作配置了酸性、碱性、中性未知物，然后每位同学通过测这三重物质的酸碱度，PH来鉴别出了这三种物质分别是柠檬酸、氨水、葡萄糖。第二个实验内容是分离出电池的正极材料中的铝箔，并且称重计算回收率。第三部分实验是回收贵重金属离子，同学们对实验内容非常感兴趣，每个操作步骤都请求要自己操作一遍，于是搭起过滤装置，用滤纸制作滤头，体验了整个过滤的操作过程，也通过过滤得到含有贵金属离子的滤液。实验结束后，同学们还积极主动打扫卫生，把实验桌收拾的井井有条。

第五天：老师带同学们分析了含有贵金属离子的滤液中可能含有过量的柠檬酸杂质，学生很快想到通过测PH值来验证，果然测得滤液的PH值为酸性，于是同学们通过往滤液加氨水来中和滤液。最后通过加热蒸发浓缩得到正极材料的前驱体，成功地回收了贵重金属离子。接着同学们从课题名称开始，共同讨论如何撰写实验报告，分析了实验原理、总结归纳实验内容和结果。最后踊跃的在讲台上再次展现了整个课题的过程和最终的结果。

通过这次课题活动，可以看出孩子们拥有一颗好奇心、对动手实验的热爱，问卷调查锻炼了孩子们的勇气和增强了信心，孩子们也在实际中提高了动手能力。期待在接下来的日子，小朋友们探索更多的未知，开启科学世界之门。