Светорезерв - ИТ решения

Экологически чистый метод может снизить затраты на переработку литий-ионных батарей.

Экологически чистый метод может снизить затраты на переработку литий-ионных батарей.

Новый процесс восстановления отработанных катодов до идеального состояния может сделать переработку литий-ионных батарей более экономичной. Процесс, разработанный наноинженерами из Калифорнийского университета в Сан-Диего, более экологически безопасен, чем современные методы; он использует более экологичные ингредиенты, потребляет на 80-90% меньше энергии и выделяет примерно на 75% меньше парниковых газов.

Исследователи подробно рассказывают о своей работе в статье, опубликованной 12 ноября в журнале Joule.

Этот процесс особенно хорошо работает на катодах из фосфата лития-железа, или LFP. Батареи, изготовленные с катодами LFP, менее дороги, чем другие литий-ионные батареи, потому что в них не используются дорогие металлы, такие как кобальт или никель. Батареи LFP также имеют более длительный срок службы и более безопасны. Они широко используются в электроинструментах, электробусах и энергосетях. Они также являются предпочтительным выбором для Tesla Model 3.

«Учитывая эти преимущества, батареи LFP будут иметь конкурентное преимущество перед другими литий-ионными батареями на рынке», - сказал Чжэн Чен, профессор наноинженерии в Калифорнийском университете в Сан-Диего.

Проблема? «Перерабатывать их нерентабельно, - сказал Чен. «Та же дилемма и с пластмассами - материалы дешевые, а методы их восстановления - нет».

Новый процесс переработки, разработанный Ченом и его командой, может снизить эти затраты. Он работает при низких температурах (от 60 до 80 C) и давлении окружающей среды, что делает его менее энергоемким, чем другие методы. Кроме того, используемые в нем химические вещества - соль лития, азот, вода и лимонная кислота - недороги и безвредны.

«Весь процесс регенерации проходит в очень безопасных условиях, поэтому нам не нужны какие-либо специальные меры предосторожности или специальное оборудование. Вот почему мы можем сделать это настолько дешевым для переработки батарей», - сказал первый автор Панпан Сюй, постдокторский исследователь в Chen's. лаборатория.

Сначала исследователи задействовали коммерческие LFP-ячейки до тех пор, пока они не потеряли половину своей емкости хранения энергии. Они разобрали элементы, собрали катодные порошки и погрузили их в раствор, содержащий соль лития и лимонную кислоту. Затем промывали раствор водой, сушили порошки и нагревали.

Исследователи сделали новые катоды из порошков и протестировали их как в монетных ячейках, так и в карманных ячейках. Их электрохимические характеристики, химический состав и структура были полностью восстановлены до исходного состояния.

Во время цикла батареи катод претерпевает два основных структурных изменения, которые вызывают снижение его характеристик. Первый - это потеря ионов лития, в результате чего в структуре катода образуются пустые места, называемые вакансиями. Другой возникает, когда ионы железа и лития меняют точки в кристаллической структуре. Когда это происходит, они не могут легко переключиться обратно, поэтому ионы лития захватываются и больше не могут циклически проходить через батарею.

Этот процесс восстанавливает структуру катода, пополняя запасы ионов лития и позволяя ионам железа и лития легко вернуться на свои исходные места. Последнее достигается с помощью лимонной кислоты, которая действует как восстанавливающий агент - вещество, которое отдает электрон другому веществу. Лимонная кислота передает электроны ионам железа, делая их менее заряженными. Это сводит к минимуму силы электронного отталкивания, которые препятствуют перемещению ионов железа обратно в их исходные места в кристаллической структуре, а также высвобождает ионы лития обратно в циркуляцию.

Хотя общие затраты на энергию этого процесса переработки ниже, исследователи говорят, что необходимы дальнейшие исследования логистики сбора, транспортировки и обращения с большими партиями батарей.

«Следующая задача - выяснить, как оптимизировать эту логистику», - сказал Чен. «И это приблизит этот процесс переработки к промышленному применению».

Поделиться:

Вопросы, отзывы, комментарии (0)

Нет комментариев

Добавить комментарий

Пожалуйста, оцените!

Читайте также:

Петиция производителей микросхем об изменении языка в законопроекте о финансировании для включения критически важных устройств

Термоэлектрические охладители: маломощный, экологически чистый вариант конструкции для контроля температуры

Рост возможностей мини-светодиодов усиливает конкуренцию за патенты

Медицинские источники питания - особая лига

Общие сведения о клеммных колодках для безопасного подключения

Подробнее о наушниках с шумоподавлением: адаптивные контроллеры в активных системах шумоподавления

Как прошло первое виртуальное шоу Electronica?

Могут ли мировые торговые трения задушить индустрию чипов «лихорадку слияний и поглощений»?

Решения безопасности IC: построить или купить?

Черный корпус увеличивает отношение сигнал / шум фотодиода

Широкополосный ИК-светодиод мощностью 74 мВт для телефонной спектроскопии

Лучший голландский футбольный клуб, с которым будет сотрудничать Signify для установки системы дезинфекции UVC

Технология спектрального зондирования AMS, выбранная специалистом по оптической метрологии ELDIM для профессионального быстрого тестирования на COVID-

Навигация по минному полю: патентный анализ ключевых мини-светодиодных технологий

Велодин Лидар объявляет итоги первого квартала 2020 года публичной компании

Превращение тепла в электроэнергию с помощью эффективного органического термоэлектрического материала

Система без электроэнергии использует испарение, чтобы предметы оставались прохладными

Сверхбыстрые лазерные эксперименты открывают путь к лучшим промышленным катализаторам

Зеркальная гитара Infinity, украшенная светодиодами, осветит ваш день

Интернет на основе светового луча Project Taara коммерчески развернут в Африке

Общегосударственная инициатива по сокращению дорожно-транспортных происшествий с помощью экологически чистых технологий интеллектуального автономного

Предупреждающие огни со звуком

Простой метод производства высокопроизводительных литий-селеновых батарей

Сверхбыстрые полимерные модуляторы, способные выдерживать тепло

Определение микроскопического механизма комбайнов вибрационной энергии

Прототип топливомера для орбиты

Гигантский шаг к применению антиферромагнитных материалов

Два человека делятся своими крупными победами в приложении фэнтези-футбол, выбирает CES

Новые экологически чистые материалы могут привести в действие умные устройства, использующие рассеянный свет

Время нового состояния вещества в высокотемпературных сверхпроводниках

Катализируем мир с нулевым выбросом углерода за счет сбора энергии из живых клеток

Обоснование использования органических циклов Ренкина в рекуперации отработанного тепла

Система потолочной плитки Ori от Focal Point приглашает специалистов исследовать возвышенный акустический ландшафт

Кайлер Кил из Encore Wire проехал 500 миль за "Bike for the Light"

Полностью настраиваемые центры нагрузки ACS / Uni-Fab с предварительной разводкой экономят время, труд и хранение

Новый All Jack ™ для повышения производительности при установке деталей

Расходы на строительство продолжают снижаться

Падение продаж сегмента освещения LSI на 28%

Примета Времени: наше место для занятий йогой выбирает дезинфекцию видимым светом

Гэри Тротт из Acuity о дезинфекции с помощью фильтров дальнего ультрафиолетового излучения

Исследование in vitro показало, что отфильтрованный вдали от ультрафиолетового излучения C эффективно инактивирует вирус COVID

Исследование Университета Кобе и Ушио: отфильтрованный УФ-С 222 нм как метод дезинфекции

История пандемии в свете

Информационный документ: Создание крупномасштабной ячеистой сети Bluetooth

Регистрация участников открылась на саммит ArchLIGHT в Dallas Market Center, осень 2021 г.

Влияние COVID-19 на профессию дизайнера освещения

Личность архитектора

Дуэльные поставщики мини-светодиодов могут сократить расходы на технологию дисплеев Apple

Навигация по минному полю: патентный анализ ключевых мини-светодиодных технологий

Ожидается, что к 2024 году выручка от микросхем Micro LED составит 2,3 миллиарда долларов США, которые в основном используются в дисплеях большого раз

Подписка на новости