673886040@qq.com
Trochbraak foar recycling fan batterijen fersterket de saak tsjin swiere metalen
De mearderheid fan 'e hjoeddeiske lithiumbatterijen brûke in seldsum en djoer metaal neamd kobalt as ûnderdiel fan' e katode-komponint, mar it minjen fan dit materiaal komt op in geweldige kosten foar it miljeu. Ien fan 'e grienere alternativen stiet bekend as lithiumionfosfaat, en in nije trochbraak kin de eko-referinsjes fan dit katodemateriaal noch fierder stimulearje troch it werom te bringen nei syn oarspronklike steat as it ienris is bestege, mei mar in fraksje fan 'e enerzjy fan hjoeddeistige oanpak It ûndersyk waard útfierd troch nano-yngenieurs oan 'e Universiteit fan Kalifornje (UC) San Diego, en rjochtet him op recyclingtechniken foar batterijen mei kathodes makke fan lithium izerfosfaat. Troch ôf te dwaan mei swiere metalen lykas nikkel en kobalt, kinne dizze soarten batterijen helpe om de degradaasje fan lânskippen en wetterfoarsjenningen te foarkommen wêr't dizze materialen wurde ûntgûn, tegearre mei de bleatstelling fan arbeiders oan gefaarlike omstannichheden.
Tanimmend bewustwêzen fan de problemen ferbûn mei kobalt driuwt in ferskowing yn 'e yndustry, mei in protte op syk nei alternative batterij-ûntwerpen, ynklusyf grutte nammen lykas IBM en Tesla, dy't dit jier begon te ferkeapjen fan in Model 3 mei lithium-izerfosfaatbatterijen. Dizze binne feiliger, hawwe langere libbensdagen en binne goedkeaper te produsearjen, hoewol ien tekoart is dat it djoer is om se te recyclearjen as se ienris bestege binne.
"It is net rendabel om se te recyclearjen," seit Zheng Chen, in heechlearaar nano-engineering oan UC San Diego. "It is itselde dilemma mei plestik - de materialen binne goedkeap, mar de metoaden om se te herstellen binne net."
De trochbraak foar recycling rjochtet him op in pear meganismen efter de ôfnimmende prestaasjes fan lithium-izerfosfaatbatterijen. As se fytse, driuwt dit proses strukturele feroarings dy't lege romten sjen dy't yn 'e kathode ûntstien binne as lithiumionen ferlern gean, wylst de izeren en lithiumionen ek plakken yn' e kristalstruktuer hannelje. Dit hâldt de lithium-ionen yn en foarkomt dat se troch de batterij fytse.
It team naam kommersjeel beskikbere lithium izer fosfaat batterij sellen en útputte se oant de helte fan har opslachkapasiteit. Se hawwe doe de sellen útinoar brocht en it resultearjende poeier yn in oplossing mei lithiumsâlt en sitroensûr trochwekt, foardat se it ôfwaskje, droege en dan ferwaarmden op temperatueren fan om de 60 oant 80 °C (140 oant 176 °F). Dit poeder waard doe fashioned yn nije kathodes en hifke yn munten en pouch sel batterijen, dêr't it team fûn de prestaasje wurde werombrocht nei syn oarspronklike steat.
Dit komt om't de recyclingtechnyk net allinich de foarrieden fan 'e batterij lithium-ionen oanfolje, mar lit de lithium- en izer-ionen weromkeare nei har oarspronklike plakken yn' e katodestruktuer. Dit is te tankjen oan de tafoeging fan sitroensoer, dy't de izeren ioanen mei elektroanen fiedt en in positive lading ferminderet dy't har normaal ôfwiist fan it weromgean nei har oarspronklike plak. It resultaat fan dit alles is dat de lithium-ionen kinne wurde frijlitten en wer troch de batterij fytst.
Neffens it team verbruikt har technyk 80 oant 90 prosint minder enerzjy dan hjoeddeistige oanpak foar it recyclen fan lithium-ion-fosfaatbatterijen, en stjoert sawat 75 prosint minder broeikasgassen út. Hoewol dit in geweldige start is, seit it team dat fierdere stúdzjes nedich binne om de algemiene miljeufootprint te bepalen fan it sammeljen en ferfieren fan grutte hoemannichten fan dizze batterijen.
"Utfine hoe't jo dizze logistyk optimalisearje kinne is de folgjende útdaging," seit Chen. "En dat sil dit recyclingproses tichterby bringe oan oanname fan 'e yndustry."
