A Huazhong Tudományos és Technológiai Egyetem kutatói most egy olyan módszert fejlesztettek ki, amely nemcsak visszanyeri a fémeket, hanem helyre is állítja a katód anyag szerkezetét és teljesítményét – írja az Interesting Engineering.
A kutatás szerint a csapat egy lítium-hidroxidból, lítium-nitrátból és lítium-szalicilátból álló olvadt sót alkalmazott, amely hevítés hatására folyékonnyá válik, és lehetővé teszi a lítiumionok szabad áramlását. Ezek az ionok visszatöltik a károsodott katód anyagát, helyreállítva annak kristályszerkezetét és eredeti energiasűrűségét.
„A hagyományos újrahasznosítás visszanyeri a fémeket, de elveszíti az anyag eredeti atomi szerkezetét. Mi ezt a szerkezetet újraalkotjuk” – mondta Yang Yang, a kutatás vezető szerzője.
A módszer középpontjában az NCM811 (LiNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁O₂) típusú anyag áll, amely a modern elektromos járművek egyik legelterjedtebb katódja. Az évek során a töltés és kisütés során ez az anyag lítiumot veszít, és szerkezeti hibákat halmoz fel – a kutatók szerint ezeket sikerült most kijavítani.
A mikroszkópos vizsgálatok kimutatták, hogy a regenerált katód egységes, egykristályos szerkezetet mutatott, és az úgynevezett „rock salt” felületi réteg teljesen eltűnt. Az „újraélesztett” anyag 196 mAh/g kezdeti kisütési kapacitást ért el, és 200 töltési ciklus után is megtartotta ennek 76%-át – ami messze meghaladja a jelenlegi újrahasznosítási technológiák eredményeit.
„A folyamat hatékonyan gyógyítja a katód belső és felületi sérüléseit, miközben visszaállítja a réteges szerkezetet, ami a hosszú élettartam kulcsa” – tette hozzá Fangshu He, a tanulmány első szerzője.
Mivel az eljárás alacsonyabb hőmérsékleten zajlik, és nem használ maró savakat vagy mérgező oldószereket, az energiafelhasználás és a környezeti terhelés is jelentősen csökken.
A kutatók szerint az új technológia egy zárt rendszer alapja lehet, amelyben az elhasznált akkumulátorok közvetlenül új anyaggá alakulnak, ahelyett hogy nyersfémekké bontanák őket.
A csapat most az ipari méretű gyártás lehetőségeit vizsgálja, valamint egy életciklus-elemzést is tervez a módszer környezeti és gazdasági hatásainak felmérésére.
Ha sikerül nagyüzemi méretre skálázni, az olvadt só alapú újrahasznosítás meghatározó áttörést jelenthet az elektromobilitás egyik legnagyobb kihívásában: az elhasznált akkumulátorok fenntartható feldolgozásában.
Kiemelt kép forrása: Pixabay
S.Rita
