تزریق مواد شیمیایی به احیای باتری‌های قدیمی کمک می‌کند

دانشمندان ژاپنی روشی را توسعه داده‌اند که ظرفیت اولیه باتری‌ها را پس از تخریب به دلیل چرخه‌های متعدد شارژ و دشارژ، به طور قابل توجهی بازیابی می‌کند.

باتری‌های لیتیومی برای خودروهای برقی. عکس: South_agency/iStock — باتری‌های لیتیومی برای خودروهای برقی. عکس: *South_agency/iStock*

باتری‌های لیتیوم-یونی رایج‌ترین نوع باتری قابل شارژ امروزی هستند که وسایل نقلیه روزمره و وسایلی مانند اتومبیل‌های برقی، لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های هوشمند را تغذیه می‌کنند. اما با گذشت زمان، توانایی ذخیره شارژ خود را از دست می‌دهند و کارایی و قابلیت اطمینان کمتری پیدا می‌کنند. دلیل این امر این است که ذرات باردار الکتریکی یا یون‌هایی را که انرژی را در داخل 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 احیاکننده را به باتری تزریق کردند. این ماده باعث ایجاد یک واکنش شیمیایی شد که الکترون‌ها و یون‌های لیتیوم بیشتری ایجاد کرد، دو نوع ذره باردار که به باتری‌ها در ذخیره انرژی کمک می‌کنند. با افزودن این ذرات، تیم توانست روند تخریب باتری را معکوس کرده و 80٪ از ظرفیت اصلی آن را بازیابی کند. باتری احیاکننده توانست عملکرد خود را برای 100 چرخه شارژ-دشارژ حفظ کند.

این تیم روش جدید را روی انواع باتری‌های بزرگ و کوچک، از جمله باتری‌های مورد استفاده در خودروها، آزمایش کرد. نوبوهیرو اوگیهارا، دانشمند ارشد این مطالعه، گفت: «اثربخشی نه تنها با باتری‌های کوچک در آزمایشگاه، بلکه با باتری‌های بزرگ مورد استفاده در خودروها نیز تأیید شد.»

این روش جدید می‌تواند عمر باتری‌های لیتیوم-یونی را افزایش دهد و به آنها اجازه دهد تا به جای دور انداختن یا انجام مراحل پیچیده جداسازی و بازیافت، در وسایل نقلیه الکتریکی یا سایر دستگاه‌ها دوباره استفاده شوند. این امر باعث صرفه‌جویی در هزینه، منابع و محیط زیست می‌شود، زیرا باتری‌های لیتیوم-یونی حاوی فلزات کمیابی مانند کبالت و نیکل هستند که اغلب به روش‌های ناپایدار استخراج می‌شوند.

با این حال، این روش جدید برای همه انواع باتری‌های تخریب‌شده مناسب نیست و فقط برای باتری‌هایی که به دلیل شارژ و دشارژ مکرر، یون‌های خود را از دست داده‌اند، مؤثر است، نه برای باتری‌هایی که آسیب ساختاری یا سایر اشکال تخریب دارند. علاوه بر این، روشی برای تشخیص دقیق وضعیت باتری‌ها مورد نیاز است تا مشخص شود که آیا آنها برای تزریق شیمیایی مناسب هستند یا خیر.

ژاکلین اج، که در کالج امپریال لندن در مورد تخریب باتری مطالعه می‌کند، گفت که برای درک عوارض جانبی احتمالی و ایمنی تزریق مواد شیمیایی به باتری‌ها، مطالعات طولانی‌تری مورد نیاز است. این تیم برای این روش جدید، حق ثبت اختراع ثبت کرده است که توجه و بودجه چندین شرکت و سازمان دولتی را به خود جلب کرده است.

پنجشنبه تائو (طبق گفته مهندسی جالب )

لینک منبع