Течност възстановява „мъртвите” батерии на електромобилите

Електромобилите имат едно уязвимо място, което все още им пречи да изместят завинаги ДВГ колите – това са батериите, които поставят известни ограничения в пробега и се износват с течение на времето. Но технологиите постоянно подобряват техните характеристики, включително процеса на рециклирането им.

Изследователи от университета Корнел разкриха нова технология за рециклиране на литиево-йонни батерии, възстановявайки тяхната функционалност без сложна и скъпа преработка. 

Вместо да превръщат батериите в купчина прах или да разтопяват материалите, учените предлагат на рециклаторите да почистват съществуващите електроди и да ги използват повторно. Разработката се нарича DEER (Директна регенерация от електрод до електрод).

В момента повечето използвани батерии се рециклират по два начина: или чрез топене при високи температури, или чрез смилане в така наречената „черна маса”, от която след това химически се извличат ценни метали.

И двата процеса изискват значителни количества енергия, вода и реактиви. Новият подход елиминира необходимостта от унищожаване на ключови компоненти на батерията.

Според авторите на изследването, основната причина за деградацията на батериите не е разрушаването на самите електроди, а образуването на плътен слой от вторични химични съединения върху тяхната повърхност. Този слой постепенно възпрепятства движението на литиеви йони, намалявайки капацитета на батерията. 

Катодните и анодните структури обаче често остават в добро състояние. Технологията DEER включва извличане на електродите от изразходвана батерия и третирането им в специален разтвор на базата на DMI (1,3-диметил-2-имидазолидинон).

Разтворът премахва натрупаните отлагания, като същевременно оставя материала на електрода практически незасегнат. След това почистване клетките могат да бъдат използвани повторно за сглобяване на нови батерии.

В лабораторни тестове учените са успели да възстановят до 95% от първоначалния капацитет на батерията. Икономическото моделиране показва, че новият метод може да намали разходите за производство на рециклирани батерии с приблизително 56% в сравнение с традиционното рециклиране.

Освен това технологията значително намалява потреблението на енергия и вода и вредните емисии. 

Разработчиците смятат, че този метод може да бъде особено популярен на фона на нарастващия пазар на електрически превозни средства и системи за съхранение на енергия.

Технологията вече е успешно тествана върху батерии, които са запазили приблизително 70-80% от първоначалния си капацитет – именно такива батерии обикновено се извеждат от експлоатация.

Следващата стъпка на изследователите от Корнел е да мащабират процеса на рециклиране до промишлени обеми и да се справят с по-сложни видове деградация на батериите.