Japanse wetenschappers hebben een methode ontwikkeld waarmee de oorspronkelijke capaciteit van batterijen aanzienlijk wordt hersteld nadat deze door vele laad-ontlaadcycli zijn gedegradeerd.
Lithiumbatterijen gebruikt in elektrische auto's. Foto: South_agency/iStock
Lithium-ionbatterijen zijn momenteel het meest voorkomende type oplaadbare batterij en worden gebruikt om alledaagse apparaten zoals elektrische auto's, laptops en smartphones van stroom te voorzien. Na verloop van tijd verliezen ze echter geleidelijk hun vermogen om een lading vast te houden, waardoor ze minder efficiënt en minder betrouwbaar worden. Dit komt doordat ze de ladingsdragers, ofwel ionen, verliezen die energie in de batterij opslaan en vrijgeven.
Een team van experts van Toyota's centrale onderzoeks- en ontwikkelingslaboratorium in Japan heeft een manier gevonden om deze ionen aan te vullen en de oorspronkelijke capaciteit van de batterij aanzienlijk te herstellen, meldde Interesting Engineering op 10 maart. Het nieuwe onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Joule.
Concreet injecteerden ze een speciale stof, een zogenaamd herstelreagens, in de batterij. Deze stof zet een chemische reactie in gang die meer elektronen en lithiumionen produceert. Dit zijn twee soorten geladen deeltjes die de batterij helpen energie op te slaan. Door deze deeltjes toe te voegen, slaagde het onderzoeksteam erin het degradatieproces van de batterij om te keren en 80% van de oorspronkelijke capaciteit te herstellen. De herstelde batterij kan 100 laad-ontlaadcycli meegaan.
Het onderzoeksteam testte de nieuwe methode op verschillende soorten batterijen, zowel grote als kleine, waaronder batterijen die in auto's worden gebruikt. "De effectiviteit is niet alleen geverifieerd met kleine batterijen in het laboratorium, maar ook met grote batterijen die in auto's worden gebruikt", aldus Nobuhiro Ogihara, de hoofdonderzoeker van de studie.
De nieuwe methode zou de levensduur van lithium-ionbatterijen kunnen verlengen, waardoor ze hergebruikt kunnen worden in elektrische voertuigen of andere apparaten in plaats van te worden weggegooid of te worden onderworpen aan complexe demontage- en recyclingprocessen. Dit bespaart kosten en grondstoffen en beschermt tegelijkertijd het milieu, aangezien lithium-ionbatterijen zeldzame aardmetalen zoals kobalt en nikkel bevatten, die vaak op niet-duurzame wijze worden gewonnen.
De nieuwe methode is echter niet geschikt voor alle soorten gedegradeerde batterijen; ze is alleen effectief voor batterijen die ionen hebben verloren door herhaalde laad-ontlaadcycli, niet voor batterijen met structurele schade of andere vormen van degradatie. Bovendien is een nauwkeurige diagnosemethode nodig om de conditie van de batterij te bepalen en of deze geschikt is voor chemische injectie.
Volgens Jacqueline Edge, een expert op het gebied van batterijdegradatie aan het Imperial College London, zijn langetermijnstudies nodig om de mogelijke bijwerkingen en de veiligheid van het injecteren van chemicaliën in batterijen beter te begrijpen. Het onderzoeksteam heeft een patent aangevraagd voor de nieuwe methode, wat interesse en financiering heeft gewekt bij verschillende bedrijven en overheidsinstanties .
Thu Thao (volgens Interesting Engineering )
Bronlink
Reactie (0)