Рециклирането на литиево-йонните батерии – независимо дали са големите акумулатори в нашите електрически превозни средства или малките в електронните ни устройства – не е лесна задача, тъй като изисква сложни процеси на обработка и употреба на редица химикали. Един нов материал за акумулатори, подобен на кевлар, се разтваря след употреба – за да рециклираме по-лесно системите за съхранение на енергия.
Екип от химици от Масачузетския технологичен институт (MIT) е разработил по-устойчив електролит – съединението, което улеснява движението на литиевите йони между катода и анода на батерията.
Когато се добави към вода, този нов материал спонтанно образува стабилна структура, която провежда йони през гелообразната си повърхност. Когато батерията се потопи в органични разтворители, електролитът се разтваря незабавно, което позволява електролитите да бъдат рециклирани отделно.
Това би могло да елиминира трудните процеси, свързани с извличането на по-често използваните електролити и рециклирането им с помощта на скъпо оборудване. Съответно предотвратява производството на големи обеми отпадъчни води с високо pH, които могат да бъдат трудни за пречистване.
Всъщност, откритието би могло да премахне и необходимостта от използване на летливи, токсични и запалими електролити.
„Нашият подход бе да започнем с лесно рециклируеми материали и да разберем как да ги направим съвместими с батерии“, казва Юкио Чо, автор на статията за откритието, публикувана в Nature Chemistry миналата седмица.
Новият електролит на изследователите е направен от клас молекули, наречени арамидни амфифили (AA), и съединение, използвано в нефтохимическите приложения, наречено полиетиленгликол (PEG).
Когато са в контакт с вода, AA образуват структура от нанолентички, което прави съединението здраво като кевлар – онзи материал, популярен в бронираното оборудване за безопасност. PEG, от друга, страна гарантира проводимостта на литиеви йони – което го прави стабилен електролит.
Макар електролитът да изпълнява предназначението си и да е достатъчно стабилен, за да издържи на натоварванията от работата на батерията, все пак той не е толкова ефективен, колкото наличният в комерсиалните батерии. А това означава, че вероятно не би бил идеален за използване за електрически превозни средства в сегашния си вид.
Затруднението се дължи на поляризацията, която възпрепятства движението на литиеви йони в електродите на батерията по време на бързо зареждане и разреждане. С други думи, понастоящем новият електролит е по-скоро технологично предложение, отколкото продукт, готов за пазара.
„Не искаме да кажем, че сме решили всички проблеми с този материал“, отбелязва Чо. „Производителността на нашата батерия не е фантастична“.
Екипът обаче посочва, че материалът засега може да се използва като единичен слой в структурата на батерията.
