Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа Корнелльского университета разработала метод переработки аккумуляторов под названием «Прямая регенерация электродов» (Direct Electrode-to-Electrode Regeneration, DEER), который позволяет восстановить 95% мощности отработанных батарей и снизить затраты на переработку на 56%. Этот метод не требует дробления или измельчения аккумуляторов, а восстанавливает электроды с помощью химической очистки, позволяя повторно использовать их в новых батареях.
В настоящее время основными методами переработки отработанных аккумуляторов в отрасли являются высокотемпературная плавка в печах или измельчение в «чёрный порошок» с последующим вымачиванием в коррозионных кислотах для извлечения редких минералов, таких как никель и кобальт. Этот процесс переработки дорог, сопровождается высокими выбросами углерода и серьёзным загрязнением. Профессор химической инженерии имени Фреда Х. Рода из Инженерного колледжа Даффилда Корнелльского университета Вибха Калра (Vibha Kalra) отмечает, что этот метод восстанавливает аккумуляторы без разрушения их структуры, а процесс растворения помогает восстановить ёмкость батарей, значительно сокращая цикл переработки.
Основная причина выхода аккумуляторов из строя обычно заключается не в истощении минералов, а в постепенном образовании слоя загрязнений, называемого твёрдым электролитным интерфейсом (solid electrolyte interphase), между положительным и отрицательным электродами в процессе циклов зарядки и разрядки. Этот слой препятствует потоку энергии, но все материалы остаются на месте. Традиционная переработка требует разрушения всего компонента для очистки, тогда как метод DEER более щадящий: сотрудники вскрывают корпус аккумулятора, извлекают неповреждённые электроды и погружают их в раствор 1,3-диметил-2-имидазолидинона (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone). Этот раствор растворяет изолирующие отложения, полностью сохраняя внутреннюю структуру электродов. Этот процесс также способствует снижению загрязнения воздуха и значительному уменьшению промышленного потребления воды.
В настоящее время глобальная цепочка поставок ключевых материалов для аккумуляторов сталкивается с риском сбоев. В США не хватает запасов критически важных минералов, необходимых для современных батарей, и страна в основном зависит от импорта материалов по сложным зарубежным цепочкам поставок, а также не имеет крупной инфраструктуры для переработки или восстановления измельчённого аккумуляторного порошка. Метод DEER, сохраняя компоненты аккумуляторов в целости, устраняет необходимость в дорогостоящем зарубежном производстве, позволяя осуществлять процесс переработки локально, с низкими затратами и в короткие сроки.
На следующем этапе исследовательская группа планирует протестировать метод DEER на промышленных аккумуляторах большего масштаба и адаптировать процесс для борьбы с другими формами деградации батарей, такими как необратимая потеря лития. В настоящее время технология успешно обработала аккумуляторы с состоянием здоровья от 70% до 80%, что является типичным порогом вывода из эксплуатации для электромобилей. Исследователи считают, что, воздействуя на дополнительные механизмы деградации, можно ещё больше расширить окно восстановления. Результаты исследования были опубликованы 9 июня в журнале «Energy and Environmental Science».
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
