Η τεχνολογία Direct Recovery αποκαθιστά τις κάθοδοι σε μεταχειρισμένες μπαταρίες ιόντων λιθίου

Σύμφωνα με το τελευταίο τεύχος των προηγμένων ενεργειακών υλικών, μια ερευνητική ομάδα από το Κέντρο Καθαρής Ενέργειας του Gwangju στο Ινστιτούτο Ενεργειακής Έρευνας της Κορέας έχει αναπτύξει μια οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον τεχνολογία για την άμεση ανάκαμψη και αποκατάσταση των καθοδικών υλικών από χρησιμοποιημένες μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Τα υλικά καθόδου αποθηκεύουν και απελευθερώνουν ιόντα λιθίου κατά τη διάρκεια των κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης, διαδραματίζοντας κρίσιμο ρόλο στην παραγωγή ενέργειας.

Οι παραδοσιακές μεθόδους ανακύκλωσης μπαταριών περιλαμβάνουν τη συντριβή των χρησιμοποιημένων μπαταριών και την χημική εκδοχή πολύτιμων μετάλλων όπως το λίθιο, το νικέλιο και το κοβάλτιο.Ωστόσο, αυτή η διαδικασία είναι έντονη ενέργεια και παράγει λύματα και διοξείδιο του άνθρακα.Ενώ οι μέθοδοι άμεσης ανάκτησης στοχεύουν στην ανάκτηση και αποκατάσταση των αρχικών υλικών χωρίς να μεταβάλλουν τις χημικές τους ιδιότητες, απαιτούν συνήθως υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις και περιλαμβάνουν σύνθετες διαδικασίες.

Η ερευνητική ομάδα έχει πλέον αναπτύξει μια τεχνολογία άμεσης ανάκαμψης που ξεπερνά αυτούς τους περιορισμούς.Η καινοτόμος προσέγγισή τους αποκαθιστά τα καθολικά υλικά σε μεταχειρισμένες μπαταρίες ιόντων λιθίου μέσω μιας απλής διαδικασίας που λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου και πίεση περιβάλλοντος.Με τη βύθιση των ξένων καθόδων σε μια λύση αναγέννησης, τα ιόντα λιθίου αναπτύσσονται αποτελεσματικά, αποκαθιστώντας το υλικό στην αρχική του κατάσταση.

Το κλειδί αυτής της νέας μεθόδου έγκειται στη χρήση μιας λύσης αναγέννησης για την ενεργοποίηση της γαλβανικής διάβρωσης.Όταν δύο διαφορετικά υλικά έρχονται σε επαφή σε ένα περιβάλλον ηλεκτρολύτη, συμβαίνει γαλβανική διάβρωση, προκαλώντας ένα μέταλλο να διαβρωθεί επιλεκτικά για να προστατεύσει το άλλο.Οι ερευνητές εφάρμοσαν έξυπνα αυτό το "θυσιαστικό" μηχανισμό για την αποκατάσταση της μπαταρίας.

Στη διαδικασία, το βρώμιο στο διάλυμα αναγέννησης αντιδρά με το αλουμίνιο στην ξοδέγκα μπαταρία, ενεργοποιώντας την αυθόρμητη διάβρωση.Καθώς το αλουμίνιο διαβρώνει, απελευθερώνει ηλεκτρόνια, τα οποία στη συνέχεια μεταφέρονται στο χρησιμοποιούμενο υλικό καθόδου.Για να διατηρηθεί η ουδετερότητα του φορτίου, τα ιόντα λιθίου από το διάλυμα μεταναστεύουν στο υλικό καθόδου.Αυτή η αναπλήρωση ιόντων λιθίου αποκαθιστά αποτελεσματικά το υλικό της καθόδου στην αρχική του κατάσταση.

Σε αντίθεση με τις συμβατικές μεθόδους ανακύκλωσης που απαιτούν αποσυναρμολόγηση της μπαταρίας, αυτή η αντίδραση αναγέννησης πραγματοποιείται απευθείας μέσα στην μπαταρία, βελτιώνοντας σημαντικά την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας ανάκτησης.

Οι δοκιμές ηλεκτροχημικής απόδοσης επιβεβαίωσαν ότι τα αποκατεστημένα υλικά καθόδου παρουσιάζουν ικανότητες συγκρίσιμης με εκείνες των νέων υλικών.