Корнелл литий-ион батареяларын жаңартатын DEER технологиясын жасады

Корнелл университетінің ғалымдары жаңа литий-ионды аккумуляторларға екінші өмір берудің принципиально жаңа әдісін әзірледі. Материалдарды іздеу арқылы әдеттегі қайта өңдеудің орнына, олар бұрыннан бар элементтерді сақтықпен қалпына келтіруді ұсынады, бұл процесті айтарлықтай арзандатады және жеңілдетеді.

Бүгінде қолданыстан шыққан батареялардың көпшілігі қыздыру немесе «қара массаға» айналдыру әдісімен қайта өңделеді — кейін химиялық әдіспен құнды металдарды алу үшін қолданылатын қоспа. Екеуі де айтарлықтай энергияны қажет етеді, көп мөлшерде су және түрлі химиялық заттарды талап етеді. Жаңа технология аккумулятордың негізгі компоненттеріне бұл құрылымдық әсерден аулақ болуға мүмкіндік береді.

Зерттеушілер түсіндіргендей, аккумулятордың құлауының себебі электродтарының жарамсыз болуы емес, олардың бетінде немеселі химиялық қосылыстардың қабаты пайда болуы. Бұл қабат литий иондарының қалыпты қозғалысына кедерес келтіреді және батарея сыйымдылығын жоғалтады, бірақ катодтың және анодтың өзі жұмыс жасай береді.

DEER (Direct Electrode-to-Electrode Regeneration, немесе «электродтан электродқа тікелей жаңарту») деп аталған жаңа әзірлеменің мәні, ескі батареядан электродтарды сақтықпен шығарып, оларды DMI негізіндегі арнайы ерітіндіде тазалауда болады. Бұл ерітінді электродтардың материалына зиян келтірмей, жиналған қалдықтарды тиімді түрде жояды және оларды жаңа аккумуляторлар жинау кезінде қайта пайдалануға мүмкіндік береді.

Зертхана жағдайында ғалымдар батареялардың бастапқы сыйымдылығының 95%-на дейін қайтаруға қол жеткізді. Сонымен қатар, экономикалық есептеулер бұл технологияны пайдалана отырып, қалпына келтірілген аккумуляторлардың өндірісі дәстүрлі қайта өңдеу әдістеріне қарағанда 56%-ға арзан болуы мүмкін екенін көрсетеді. Сондай-ақ, бұл процеске аз энергия, су қажет және зиянды шығарындылардың азаюына ықпал етеді.

Әзірлеушілер бұл технологияның электр көліктері мен энергия жинақтау жүйелерінің танымалдылығы артатын сайын өте маңызды болады деп сендіреді. Қазірге дейін бұл технология бастапқы сыйымдылығының шамамен 70–80%-ын сақтап қалған батареялармен сынақтан өтті — осындай аккумуляторлар ең көп қолданыстан шығарылады. Келесі қадам — процесті өндірістік көлемге дейін кеңейту және аккумуляторлардың күрделі деградация жағдайларына технологияны бейімдеу.