Az elektromos járművek rohamos terjedésével párhuzamosan világszerte nő az elhasznált lítiumion-akkumulátorok mennyisége, amelyek újrahasznosítása bonyolult és költséges feladat. Bár ezek az akkumulátorok még mindig értékes fémeket – például lítiumot, nikkelt és kobaltot – tartalmaznak, a legtöbb újrahasznosítási eljárás során a sejtek eredeti szerkezete megsemmisül, írja az Interesting Engineeirngre hivatkozva az NrgReport portál.
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.
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.
