29 آوریل 2021توسط دانشگاه آلتو
الکترودهایی که از باتری ها خارج می شوند، از یک فیلم ساخته شده اند، به عنوان مثال از آلومینیوم یا مس ، که با یک لایه نازک از ماده فعال پوشانده شده است.
جهش تولید اتومبیل های الکتریکی، تلفن های هوشمند و دستگاه های قابل حمل دیگر، منجر به افزایش 25 درصدی در سال در تولید باتری های قابل شارژ می شود. بسیاری از مواد اولیه مورد استفاده در باتری ها مانند کبالت ممکن است به زودی کمبود مواجه شوند. کمیسیون اروپا در حال آماده سازی مصوبه جدیدی در مورد باتری است که به بازیافت 95 درصدی کبالت در باتری ها احتیاج دارد. با این حال روش های موجود بازیافت باتری کاملاً مناسب نیستند.
محققان در دانشگاه آلتو اکنون کشف کرده‌اند که الکترودهای موجود در باتری های لیتیوم حاوی کبالت را می توان پس از اشباع جدید آن با لیتیوم، دوباره استفاده کرد. در مقایسه با بازیافت سنتی، که به طور معمول فلزات باتری های خرد شده را با ذوب یا حل شدن آنها استخراج می کند، فرآیند جدید باعث صرفه جویی در مواد اولیه با ارزش، و همچنین انرژی می شود.
آن ها خاطر نشان کردند: «در مطالعه قبلی ما در مورد چگونگی پیر شدن باتری های اکسید کبالت لیتیوم ، متوجه شدیم که یکی از دلایل اصلی خراب شدن باتری، تخلیه لیتیوم در ماده الکترود است. با این وجود ساختارها می توانند نسبتاً پایدار بمانند، بنابراین ما می خواستیم ببینیم آیا می توان دوباره از آنها استفاده کرد یا خیر.»
باتری‌های لیتیوم یونی قابل شارژ دارای دو الکترود هستند که ذرات دارای بار الکتریکی بین آنها حرکت می کنند. از اکسید لیتیم کبالت در یک الکترود استفاده می شود و در بیشتر باتری ها ، الکترود دیگر از کربن و مس ساخته شده است.
در روش‌های سنتی بازیافت باتری ، برخی از مواد اولیه باتری از بین می رود و اکسید لیتیم کبالت به سایر ترکیبات کبالت تبدیل می شود ، که برای تبدیل دوباره آنها به مواد الکترود به یک فرآیند تصفیه شیمیایی طولانی نیاز دارد. روش جدید این فرآیند پر زحمت را کنار می گذارد: با دوباره اشباع کردن لیتیوم مصرف شده در الکترود از طریق یک فرآیند الکترولیز ، که معمولاً در صنعت استفاده می شود ، می توان از ترکیب کبالت به طور مستقیم استفاده مجدد کرد.
نتایج نشان می دهد که عملکرد الکترودهایی که اخیراً با لیتیوم اشباع شده اند تقریباً به همان اندازه الکترودهای ساخته شده از مواد جدید است. کالیو معتقد است که با پیشرفت بیشتر ، این روش در مقیاس صنعتی نیز جواب می دهد.
هدف بعدی محققان این است که ببینند آیا می توان از همین روش در باتری های پایه نیکل اتومبیل های برقی نیز استفاده کرد یا خیر.
