Badacze z Uniwersytetu Cornell opracowali innowacyjną technologię, która pozwala na przywrócenie do 95% pierwotnej pojemności zużytych baterii litowo-jonowych. Nowa metoda, nazwana „bezpośrednią regeneracją elektroda-elektroda”, unika tradycyjnego mechanicznego rozdrabniania i przetwarzania komponentów, oferując bardziej wydajne i zrównoważone podejście do recyklingu.[\/p>
Przyczyna degradacji akumulatorów
Głównym czynnikiem utraty pojemności w bateriach litowo-jonowych jest postępujące pogrubianie się warstwy między elektrolitem a elektrodą. Chociaż elektrody pozostają konstrukcyjnie zdrowe, warstwa ta zwiększa opór wewnętrzny i zmniejsza wydajność baterii, czyniąc ją nieprzydatną do użytku w pojazdach elektrycznych lub systemach magazynowania energii.[\/p>
Tradycyjne metody recyklingu wymagają demontażu, rozdrabniania i odzyskiwania cennych surowców, takich jak lit, nikiel, kobalt, mangan, miedź i aluminium, za pomocą procesów pirometalurgicznych lub hydrometalurgicznych. Nowe podejście naukowców z Cornell pozostawia elektrody nienaruszone.[\/p>
Proces elektrochemicznej regeneracji
W nowej procedurze rozłożone baterie umieszcza się w roztworze elektrochemicznym z 1,3-dimetylo-2-imidazolidynonem. Roztwór ten usuwa pogrubioną warstwę pośrednią, nie uszkadzając samej elektrody. Po obróbce tworzy się cienka warstwa fluorku litu, która stabilizuje powierzchnię i zapobiega ponownemu osadzaniu się osadów.[\/p>
„Naprawiamy elektrody takimi, jakimi są, bez ich rozdrabniania czy mielenia, a następnie umieszczamy je w nowej baterii. To właśnie rozpuszczenie warstwy pozwala na przywrócenie pojemności do 95%” – wskazuje prof. Vibha Kalra z wydziału inżynierii chemicznej w Cornell.[\/p>
Korzyści ekonomiczne i ekologiczne
Analiza przeprowadzona przy użyciu oprogramowania ReCell Center w Argonne National Laboratory pokazuje, że metoda ta może obniżyć koszty produkcji recyklingowanych ogniw bateryjnych o około 56%. Technologia ta zmniejsza również zużycie wody i emisję szkodliwych substancji w porównaniu z metodami konwencjonalnymi.[\/p>
Badacze ustalili, że proces można powtarzać wielokrotnie. Po drugim cyklu regeneracji bateria zachowuje około 90% swojej pierwotnej pojemności. Obecnie technologia jest możliwa do zastosowania w bateriach o zachowanej pojemności między 70% a 80%, co jest typowe dla demontowanych akumulatorów w pojazdach elektrycznych.[\/p>
Przyszłe cele
Może Cię również zainteresować
- Inwestycje w robotyzację i nowa baza: „Industrial Batteries” EOOД rozszerza swoje moce produkcyjne
- Dlaczego fabryczne porty USB w samochodach są często nieefektywne do ładowania smartfonów
- Transformacja energetyczna w Bułgarii: Magazynowanie energii to kolejny wielki krok po fotowoltaice
- Lenovo wyznacza nowe standardy zrównoważonego rozwoju i etycznego zarządzania sztuczną inteligencją
Kolejnym krokiem zespołu jest rozszerzenie zastosowania metody na baterie o wyższym stopniu degradacji, w tym takie, w których nastąpiła utrata litu. Sukces w tej dziedzinie otworzyłby możliwości masowego wykorzystania technologii w przemysłowych systemach magazynowania energii.[\/p>