Nová technológia recyklácie batérií EV prináša 100 % energie späť do katód
Výskumníci predstavili nový spôsob recyklácie lítium-iónových batérií, ktorý batériu vráti do takmer pôvodného stavu. Takto funguje.
Výskumníci z inštitútu KIER publikovali štúdiu, v rámci ktorej vybudovali lacnú a ekologickú technológiu pre recyklovanie katódových materiálov z vybitých lítium-iónových batérií.
Dnes môžeme pozorovať čoraz väčší dopyt nielen po elektromobiloch ale hlavne po rôznych elektronických zariadeniach. V tomto smere sa stalo kriticky dôležitým nájsť správny spôsob, ako sa môžeme vysporiadať s vybitými batériami. Štatistiky v tomto smere naznačujú, že do roku 2040 počet nefunkčných elektromobilov presiahne 40-miliónov. Tým dôjde aj k drastickému nárastu odpadových batérií.
“Veríme, že vývoj pokročilých technológií na recyklovanie sa už stalo urgentnou prioritou. Kovy v batériách totiž predstavujú výrazné riziko kontaminácie pôdy a vody,” tvrdí vedúci štúdie, doktor Jung-je Woo.
Bežne používané recyklačné metódy rozdrvia batériu a získajú z nej cenné kovy, napríklad lítium, nikel alebo kobalt. Tieto kovy získavajú späť cez chemické procesy. Autori štúdie ale vysvetľujú, že tento proces potrebuje vysokú koncentráciu chemikálií, čo generuje odpadovú vodu. Zároveň tento proces vyžaduje veľké množstvo energie kvôli tomu, že na recykláciu batérií potrebujeme vysoké teploty. Nesmieme zabudnúť ani na to, že procesom recyklácie batérií vzniká veľa emisií oxidu uhličitého.
Výskumníci chceli tieto problémy recyklácie adresovať. V novej štúdii sa zamerali na takzvanú technológiu priamej recyklácie. Ide o proces, ktorý získa späť a obnoví pôvodné materiály bez chemickej zmeny. Ide o sféru, o ktorú vo vedeckých kruhoch rastie záujem. Priame recyklovane sa však vyznačuje vlastnou sériou nedostatkov. Vyžaduje sa pri ňom totiž nielen vysoká teplota ale aj vysoký tlak. Počas priamej recyklácie zároveň musia prebehnúť komplexné procedúry. Celkovo je tak táto metóda recyklácie časovo nevýhodná a hlavne drahá.
Lepší spôsob recyklácie
Autori štúdie ale predstavili novú metódu, ktorá dokáže priamo recyklovať katódové materiály z lítium-iónových batérií pomocou jednoduchého procesu. Tento proces adresuje obmedzenia konvenčných recyklačných metód.
Neprehliadni
“Ide o inovatívny prístup, ktorý obnoví vyčerpanú katódu na jej pôvodný stav. Dokáže to tým, že katódu ponorí do obnovovacieho roztoku pod ambientnými teplotami a tlakom. Efektívne tak dokážeme obnoviť minuté ióny lítia,” vysvetľuje Woo.
Kľúčovou technológiou je aplikovanie takzvanej galvanickej korózie. Ide o mechanizmus, keď sú dva rozdielne materiály v kontakte s elektrolytom. Galvanická korózia spôsobuje selektívnu koróziu jedného kovu na to, aby ochránila druhý kov. Vedci tento proces efektívne využili pre recyklovanie batérií.
Ako vysvetľujú, bróm v obnovovacom roztoku začne po kontakte s hliníkom minutej batérie korodovať. Počas tohto procesu sa uvoľňujú elektróny, ktoré sa presúvajú na minutú katódu. Aby sa udržala neutralita náboja, ióny lítia v obnovovacom roztoku sa vkladajú na katódový materiál. Obnova iónov lítia katódu batérie vracia do pôvodného stavu.
Autori štúdie ďalej vysvetľujú, že tradičné metódy recyklácie minutú batériu rozoberajú. V rámci tejto metódy sa obnovovací proces odohráva priamo vo vnútri batériového článku. Tým sa výrazne zvyšuje efektivita celého recyklačného procesu. Výskumníci potvrdili testovaním, že takáto reštaurovaná batéria dosahuje kapacitu, ktorú možno porovnať s novými materiálmi.
Výskum predstavuje jedinečný prístup k obnove minutej katódy bez toho, aby sme potrebovali vysoké teploty alebo škodlivé chemické látky. Priame recyklovanie minutých elektromobilových batérií má obrovský potenciál drasticky znížiť emisie oxidu uhličitého. Zároveň ukrýva potenciál v založení cirkulárnej ekonomiky zdrojov.
Nové batérie
Ak sa posunieme od recyklácie použitých batérií, zaujímavá štúdia prišla zo Soochow University. Vedci vytvorili koncept jadrovej batérie, ktorá by dokázala udržať smartfón nabitý celé desaťročia. Hoci vedci vytvorili v rámci svojej štúdie iba koncept, ako by mohla táto zaujímavá batéria fungovať sa môžeš dočítať v tomto článku.
