Nowe wyzwania dla recyklingu baterii EV
Dynamiczny rozwój elektromobilności oznacza nie tylko wzrost liczby pojazdów elektrycznych, ale także wyzwania związane z zagospodarowaniem zużytych akumulatorów. w tej chwili wiele baterii kończy w składowiskach, a proces ich recyklingu jest kosztowny i wymaga stosowania agresywnych chemikaliów oraz wysokich temperatur.
Innowacja naukowców z MIT
Zespół badawczy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracował nowy, samorozkładający się materiał do zastosowania jako elektrolit w bateriach litowo-jonowych. Materiał ten, po zanurzeniu w prostym organicznym rozpuszczalniku, rozpada się na pierwotne składniki w ciągu kilku minut, umożliwiając łatwe oddzielenie i recykling pozostałych elementów ogniwa.
„Dotychczas w branży akumulatorów koncentrowaliśmy się na wydajności materiałów i konstrukcji, a dopiero później zastanawialiśmy się nad recyklingiem. Nasze podejście polega na projektowaniu materiałów łatwych do recyklingu już na etapie projektowania baterii.”
– Yukio Cho, pierwszy autor publikacji w „Nature Chemistry”
Jak działa nowy materiał?
Nowy elektrolit powstał na bazie amfifili aramidowych (AAs), które samoorganizują się w wodzie, tworząc nanowstążki przewodzące jony litu. Część struktury przypomina wytrzymałe włókna Kevlaru, co zapewnia stabilność mechaniczną, a druga część – polietylenoglikol (PEG) – umożliwia przewodnictwo jonów. Materiał można produkować na większą skalę dzięki zjawisku samoorganizacji.
Łatwiejszy recykling i potencjał dla rynku EV
W testach laboratoryjnych materiał umożliwił zbudowanie działającego ogniwa z katodą z fosforanu żelaza litu oraz anodą z tytanianu litu. Po zanurzeniu w organicznym rozpuszczalniku elektrolit rozpuszcza się, a pozostałe komponenty baterii oddzielają się, znacznie ułatwiając ich odzysk.
„Elektrolit utrzymuje elektrody razem i zapewnia ścieżki dla jonów litu. Gdy chcemy poddać baterię recyklingowi, warstwa elektrolitu naturalnie się oddziela, co pozwala na osobny odzysk elektrod.”
– Yukio Cho
Perspektywy i dalsze prace
Nowy materiał to na razie koncepcja, która wymaga dalszych badań pod kątem wydajności i integracji z istniejącymi technologiami baterii. Naukowcy z MIT podkreślają, iż rozwiązanie może być szczególnie przydatne w przyszłych generacjach akumulatorów, a także przyczynić się do zmniejszenia presji na wydobycie litu poprzez efektywniejszy recykling.
„Jeśli uda się wdrożyć recykling baterii litowo-jonowych na dużą skalę, efekt będzie porównywalny z otwarciem nowych kopalni litu.”
– Yukio Cho
Źródło: MIT News
