Винайдено новий спосіб відновлення батарей
Читати новину російською мовою, повідомляє ПМ.
Більшість сучасних літієвих батарей використовують кобальт в якості катодного компонента. Цей метал досить дорогий і рідкісний, а його видобуток завдає чималої шкоди навколишньому середовищу. Літій-залізо-фосфатні акумулятори, в яких використовується LiFePO4 в якості катода, є більш екологічними. Вчені з Каліфорнійського університету розробили метод, який дозволяє замінити дорогу утилізацію таких батарей дешевим відновленням.
Видобуток кобальту призводить до деградації ландшафтів та водних ресурсів. Тому багато компаній (IBM і Tesla) і вчені шукають альтернативні компоненти для батарей.
Наприклад, в цьому році Tesla почне продаж автомобіля Model 3 з літій-залізо-фосфатного батареєю. Такі акумулятори безпечніші, мають довший термін служби та дешевші у виробництві. І все-таки у цих батарей є серйозний недолік: їх дорого утилізувати. Тому інженери з Каліфорнійського університету зосередилися на пошуку методів утилізації та відновлення таких батарей. Автор нової роботи Чжен Чень порівнює такий тип акумуляторів з пластмасами: «Утилізувати їх [літій-залізо-фосфатні батареї] економічно недоцільно. Ми стикаємося з аналогічною проблемою, коли маємо справу з пластмасами, - матеріали дуже дешеві, а методу їх утилізації - немає».
Автори пояснюють, що під час життєвого циклу батареї її катод піддається деградації. Причиною цього є втрата літію і зміна положення іонів заліза в кристалічній структурі матеріалу. Вчені змогли поповнити запаси іонів і повернути їх на свої місця за допомогою солей літію і лимонної кислоти.
Команда дослідників купила прості літій-залізо-фосфатні батареї і виснажила їх до половини. Потім вчені розібрали їх і вимочили порошок катодного компонента в розчині з солями літію і лимонною кислотою, висушили і нагріли до температури близько 60 - 80 °C. З отриманого порошку зробили нові катоди для батарей. Вчені виявили, що продуктивність була відновлена до початкового стану.
Такий метод дозволив іонам літію і заліза повернутися на початкові місця в структурі катода. Це сталося завдяки додаванню лимонної кислоти, яка «живить» іони заліза електронами і зменшує позитивний заряд, який відштовхує електрони.
За словами команди, цей спосіб переробки вимагає на 80 - 90% менше енергії, ніж сучасні методи утилізації літій-залізно-фосфатних батарей, і виділяє приблизно на 75% менше парникових газів. Хоча це дуже добрий початок, команда зазначає, що необхідні подальші дослідження.
Катерина Бєльчикова