دانشمندان ژاپنی روشی را توسعه دادهاند که ظرفیت اولیه باتریها را پس از تخریب به دلیل گذراندن چرخههای شارژ و دشارژ متعدد، به طور قابل توجهی بازیابی میکند.
باتریهای لیتیومی مورد استفاده در خودروهای برقی. عکس: South_agency/iStock
در حال حاضر، باتریهای لیتیوم-یونی رایجترین نوع باتری قابل شارژ هستند که دستگاهها و لوازم خانگی روزمره مانند خودروهای برقی، لپتاپها و تلفنهای هوشمند را تغذیه میکنند. با این حال، با گذشت زمان، آنها به تدریج توانایی خود را برای نگه داشتن شارژ از دست میدهند و کارایی و قابلیت اطمینان کمتری پیدا میکنند. این به این دلیل است که آنها حاملهای بار یا یونهایی را که انرژی را در باتری ذخیره و آزاد میکنند، از دست میدهند.
نشریه Interesting Engineering در 10 مارس گزارش داد که تیمی از متخصصان آزمایشگاه مرکزی تحقیق و توسعه تویوتا در ژاپن راهی برای پر کردن مجدد این یونها و بازیابی قابل توجه ظرفیت اولیه باتری پیدا کردهاند. این تحقیق جدید در مجله Joule منتشر شده است.
به طور خاص، آنها ماده خاصی به نام معرف بازیابی را به باتری تزریق کردند. این ماده باعث ایجاد یک واکنش شیمیایی میشود که الکترونها و یونهای لیتیوم بیشتری تولید میکند. اینها دو نوع ذره باردار هستند که به باتری در ذخیره انرژی کمک میکنند. با افزودن این ذرات، تیم تحقیقاتی توانست روند تخریب باتری را معکوس کرده و 80٪ از ظرفیت اصلی آن را بازیابی کند. باتری بازیابی شده میتواند عملکرد خود را برای 100 چرخه شارژ-دشارژ حفظ کند.
تیم تحقیقاتی این روش جدید را روی انواع مختلف باتریها، چه بزرگ و چه کوچک، از جمله باتریهای مورد استفاده در خودروها آزمایش کردند. نوبوهیرو اوگیهارا، دانشمند ارشد این مطالعه، گفت: «اثربخشی این روش نه تنها با باتریهای کوچک در آزمایشگاه، بلکه با باتریهای بزرگ مورد استفاده در خودروها نیز تأیید شده است.»
این روش جدید میتواند طول عمر باتریهای لیتیوم-یونی را افزایش دهد و به آنها اجازه دهد تا به جای دور انداختن یا طی کردن فرآیندهای پیچیده جداسازی و بازیافت، در وسایل نقلیه الکتریکی یا سایر دستگاهها دوباره مورد استفاده قرار گیرند. این امر باعث صرفهجویی در هزینهها و منابع میشود و در عین حال از محیط زیست نیز محافظت میکند، زیرا باتریهای لیتیوم-یونی حاوی فلزات خاکی کمیاب مانند کبالت و نیکل هستند که اغلب به روشهای ناپایدار استخراج میشوند.
با این حال، روش جدید برای همه انواع باتریهای تخریبشده مناسب نیست؛ این روش فقط برای باتریهایی که به دلیل چرخههای مکرر شارژ-دشارژ، یونهای خود را از دست دادهاند، مؤثر است، نه برای باتریهایی که آسیب ساختاری یا سایر اشکال تخریب دارند. علاوه بر این، یک روش تشخیصی دقیق برای تعیین وضعیت باتری و اینکه آیا برای تزریق شیمیایی مناسب است یا خیر، مورد نیاز است.
به گفته ژاکلین اج، متخصص تخریب باتری در کالج امپریال لندن، برای درک بهتر عوارض جانبی احتمالی و ایمنی تزریق مواد شیمیایی به باتریها، مطالعات طولانیمدت مورد نیاز است. تیم تحقیقاتی برای این روش جدید درخواست ثبت اختراع ارائه کرده و علاقه و بودجه چندین شرکت و سازمان دولتی را به خود جلب کرده است.
پنجشنبه تائو (طبق گفته مهندسی جالب )
لینک منبع
نظر (0)