Хімічні ін'єкції допомагають «оживити» старі акумулятори.

Японські вчені розробили метод, який значно відновлює початкову ємність акумуляторів після їх деградації внаслідок численних циклів заряду-розряду.

Літієві акумулятори, що використовуються в електромобілях. Фото: South_agency/iStock — Літієві акумулятори, що використовуються в електромобілях. Фото: *South_agency/iStock*

Наразі літій-іонні акумулятори є найпоширенішим типом акумуляторних батарей, що живлять повсякденні пристрої та прилади, такі як електромобілі, ноутбуки та смартфони. Однак з часом вони поступово втрачають здатність утримувати заряд, стаючи менш ефективними та менш надійними. Це відбувається тому, що вони втрачають носії заряду, або іони, які зберігають та вивільняють енергію всередині акумулятора.

Команда експертів Центральної дослідницької та розробницької лабораторії Toyota в Японії знайшла спосіб поповнити ці іони та значно відновити початкову ємність акумулятора, повідомило видання Interesting Engineering 10 березня. Нове дослідження було опубліковано в журналі Joule.

Зокрема, вони ввели в акумулятор спеціальну речовину, яка називається відновлювальним реагентом. Ця речовина запускає хімічну реакцію, яка виробляє більше електронів та іонів літію. Це два типи заряджених частинок, які допомагають акумулятору накопичувати енергію. Додавши ці частинки, дослідницька група змогла звернути процес деградації акумулятора та відновити 80% його початкової ємності. Відновлений акумулятор може підтримувати продуктивність протягом 100 циклів заряду-розряду.

Дослідницька група випробувала новий метод на різних типах акумуляторів, як великих, так і малих, включаючи ті, що використовуються в автомобілях. «Ефективність була підтверджена не лише з малими акумуляторами в лабораторії, але й з великими акумуляторами, що використовуються в автомобілях», – сказав Нобухіро Огіхара, провідний науковець дослідження.

Новий метод може подовжити термін служби літій-іонних акумуляторів, дозволяючи їх повторно використовувати в електромобілях або інших пристроях, замість того, щоб викидати їх або проходити складні процеси розбирання та переробки. Це заощаджує витрати та ресурси, а також захищає навколишнє середовище, оскільки літій-іонні акумулятори містять рідкісноземельні метали, такі як кобальт і нікель, які часто видобуваються нестійким способом.

Однак новий метод підходить не для всіх типів деградованих акумуляторів; він ефективний лише для акумуляторів, які втратили іони через багаторазові цикли заряду-розряду, а не для акумуляторів зі структурними пошкодженнями або іншими формами деградації. Крім того, потрібен точний діагностичний метод, щоб визначити стан акумулятора та чи придатний він для хімічного введення.

За словами Жаклін Едж, експертки з деградації акумуляторів в Імперському коледжі Лондона, необхідні довгострокові дослідження, щоб краще зрозуміти потенційні побічні ефекти та безпеку введення хімічних речовин в акумулятори. Дослідницька група подала заявку на патент на новий метод, що зацікавило та привернуло фінансування з боку кількох компаній та урядових установ.

Тху Тао (Згідно з Цікавою інженерією )

Посилання на джерело