A kép csak illusztráció (Forrás: Pexels)
A tudósok, köztük a Toyota autóipari óriás által támogatott tudósok olyan áttörést értek el, amely jelentős mértékben csökkentheti az e-hulladék mennyiségét, azaz az elektromos járművek lítium-ion akkumulátorai még évekig működőképesek maradhatnak.
A régi akkumulátorok újraélesztése
Mint ismeretes, a lítium-ion akkumulátorok a legelterjedtebb akkumulátor típusok, amelyek mindennapi eszközeinket látják el energiával, az okostelefonoktól az elektromos autókig. Idővel azonban romlik a töltéstartó képességük, így kevésbé hatékonyak és megbízhatóak. Ennek oka, hogy elveszítenek néhány töltött részecskét, vagyis iont, amelyek az akkumulátoron belül energiát tárolnak és szabadítanak fel.
De mi lenne, ha pótolni lehetne ezeket az ionokat, és visszaállíthatnánk az akkumulátor eredeti kapacitását?
A japán Toyota Központi K+F Laboratóriumának kutatói pontosan ezt valósították meg egy olyan, egyetlen lépésből álló eljárással, amely csökkentheti a hulladék mennyiségét és növelheti az elektromos járművek flottáihoz szükséges akkumulátorok kínálatát, írja az Interesting Engineering.
A kutatók egy speciális anyagot, úgynevezett visszanyerő reagenset fecskendeztek be az akkumulátorcellákba. Ez az anyag olyan kémiai reakciót indított el, amely több lítiumiont és elektront termelt, a kétféle töltött részecskefajtát, amelyek lehetővé teszik az akkumulátor számára az energiatárolást. Több ilyen részecske hozzáadásával a kutatók képesek voltak visszafordítani az akkumulátor degradációját, és visszaállítani az eredeti kapacitás 80 százalékát. A helyreállított akkumulátor 100 töltési és kisütési cikluson keresztül is megőrizte teljesítményét.
A kutatók módszerüket kis és nagyméretű akkumulátorokon tesztelték, többek között az autóiparban használt akkumulátorokon is. "A rendszer hatékonyságát nemcsak laboratóriumi használatra szánt kisméretű akkumulátorokon, hanem autóiparban használt nagyméretű akkumulátorokon is igazoltuk" - mondta Nobuhiro Ogihara, a tanulmány vezető kutatója.
A technika meghosszabbíthatja a lítium-ion akkumulátorok hasznos élettartamát, lehetővé téve, hogy újra felhasználják őket elektromos autókban vagy más eszközökben, ahelyett, hogy kidobnák, vagy bonyolult szétszerelési és újrahasznosítási folyamatnak vetnék alá ezeket. Ezzel pénzt, erőforrásokat és környezetet lehetne megtakarítani, mivel a lítium-ion akkumulátorok értékes és ritka anyagokat tartalmaznak, például kobaltot és nikkelt, amelyeket gyakran nem fenntartható módon bányásznak.
Nem minden típus számára csodaszer
A technika azonban nem jelent csodafegyvert az akkumulátorok minden típusára.
"Ez csak olyan akkumulátorok esetében alkalmazható, amelyek a degradáció egy nagyon speciális formáján mentek keresztül... és ez csak akkor hasznos, ha ismerjük az akkumulátor történetét, vagy ha egyszerű, roncsolásmentes módszerekkel diagnosztizálni tudjuk, hogy milyen állapotban van" - mondja Jacqueline Edge, az Imperial College London akkumulátorok degradációjának szakértője. Hozzáteszi, hogy hosszú távú vizsgálatokra van szükség ahhoz, hogy megértsük a kémiai injekció lehetséges mellékhatásait az akkumulátorra és annak biztonságára.
Amint arról a NewScientist beszámolt, a Toyota kutatócsoport szabadalmi kérelmet nyújtott be, amely más vállalatok és kormányzati ügynökségek, például az amerikai Advanced Research Projects Agency-Energy érdeklődését és finanszírozását is felkeltette. A használt akkumulátorok helyreállítása része annak a szélesebb körű elképzelésnek, amely az akkumulátortechnológia körforgásos gazdaságának megteremtésére irányul, ahol az anyagokat és termékeket újrafelhasználják és újrahasznosítják, nem pedig elpazarolják.
"Bármi, ami közelebb visz minket a körforgáshoz az akkumulátortechnológiában - különösen az, ami elkerüli a szétszerelést és az újraösszeszerelést -, nagyon izgalmas hír" - mondja Rafael Gómez-Bombarelli, a Massachusetts Institute of Technology anyagtudományi és mérnöki professzora. "Valószínű, hogy ez nem működne korlátlan számú cikluson keresztül, így továbbra is szükség lesz más, szétszerelést igénylő technológiákra. De ez technológiailag nagyon ígéretesnek tűnik".
A kutatók a Joule-on publikálták munkájukat.
Amennyiben tetszett a cikk, illetve más hasonló híreket is szívesen olvasna, itt lájkolhatja Facebook oldalunkat!
Kapcsolódó anyagok:
A Toyota szerint a belsőégésű motorok kora még nem járt le
Forrás - A nyitókép csak illusztráció, forrás: Photo by Erik Mclean: pexels
TOP 5
