Batéria sa sama zahreje na 1 000 °C. Vedci elegantne vyriešili obrovský problém elektromobilov
Vedci prišli s prelomovou metódou, ktorá môže zásadne zmeniť recykláciu lítiovo-iónových batérií. Nový prístup umožňuje, aby samotná batéria dodala energiu potrebnú na svoj rozklad, bez nutnosti zložitých chemických procesov či veľkého množstva externého tepla. Výskumníci využili vlastnú chemickú energiu článku ako zdroj tepla, čím dokázali získať späť až 95 % kľúčových kovov.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneTím výskumníkov popísal, že ide o kontrolovaný proces, pri ktorom sa cielene vyvolá tepelný únik vo vnútri vybitej batérie. Táto samonahrievacia reakcia spôsobí, že batéria sa rozohreje zvnútra a jej komplexné chemické vrstvy sa rozložia na jednoduchšie zložky. Vďaka tomu sa znižuje potreba externých energetických vstupov aj použitie nebezpečných chemikálií.
„Priamy tepelný únik zahrieva batériu tak, aby podporil tepelnú redukciu katódy, čím mení termodynamiku a pomalú kinetiku extrakcie prvkov,“ uvádzajú autori štúdie. Podľa nich je „extrakcia prvkov z použitých lítiovo-iónových batérií považovaná za najzrelejšiu a nevyhnutnú cestu recyklácie“.
Batéria sa pred recykláciou „dobíja“
Kľúčom k úspechu je spôsob, akým vedci ovládajú vnútornú teplotu článku. Pred samotným rozkladom batériu znovu nabijú na presne určenú úroveň. Pri experimentoch s 24 Ah článkom s katódou z niklu, mangánu a kobaltu (NMC) dosiahli po nabití na 70 % kapacity vnútornú teplotu približne 1 100 °C.
Takto vzniknuté teplo sa rovnomerne šíri jadrom batérie a premieňa katódové materiály na jednoduchšie formy kovov alebo oxidov, ktoré sa dajú ľahšie rozpustiť. V porovnaní s klasickými postupmi tak proces výrazne šetrí energiu. Jediným významným energetickým vstupom je elektrina použitá na čiastočné nabitie a spustenie reakcie.

Po ochladení batérie nasleduje jednoduché drvenie a preosievanie, ktoré oddelí väčšie kusy medených a hliníkových fólií. Samotné získavanie materiálov potom prebieha v dvoch fázach. Najprv sa práškový zvyšok premyje vodou, čím sa oddelia rozpustné lítiové soli a získa sa viac ako 60 % lítia. Následne sa použije zriedená kyselina chlorovodíková, ktorá rozpustí zvyšné lítium aj prechodné kovy – nikel, kobalt a mangán.
V článku testovanom pri 70 % nabití sa podarilo získať viac ako 93 % lítia a 95 % ostatných kovov. Zvyškový grafit po lúhovaní obsahoval len minimálne množstvo kovov, čo naznačuje, že by mohol byť opätovne využitý v nových článkoch.
Nová éra ekologickej recyklácie
Nový postup sa zásadne odlišuje od dnešných priemyselných štandardov. Pyrometalurgia síce využíva vysoké teploty nad 1 400 °C, no je energeticky náročná a nešetrná k životnému prostrediu. Hydrometalurgia zas rozpúšťa materiály v silných kyselinách, čo vyžaduje veľké množstvo chemikálií a vytvára kvapalný odpad, ktorý musí byť následne spracovaný.
Nový koncept eliminuje väčšinu týchto krokov. Recyklačný proces je rýchlejší, menej energeticky náročný a podľa štúdie trvá približne 335 minút od začiatku až po úplnú extrakciu materiálov.
Vedci navyše preukázali, že metóda funguje nielen pri článkoch typu NMC, ale aj pri ďalších bežných chemických zloženiach. Pri niektorých variantoch NMC sa podarilo získať viac než 98 % lítia, zatiaľ čo pri batériách bez kobaltu typu LFP (lítium-železo-fosfát) postačilo na získanie približne 87,7 % lítia obyčajné premytie vodou.
Ak sa táto technológia podarí preniesť z laboratórií do priemyselnej praxe, mohla by zásadne znížiť environmentálnu stopu recyklácie batérií – a zároveň ušetriť cenné suroviny, ktoré sú kľúčové pre budúcnosť elektromobility aj obnoviteľných zdrojov energie
Čítajte viac z kategórie: Elektromobilita
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Z 10 % sa na 97 % nabije za 9 minút: Nová čínska batéria ničí posledný argument odporcov

Má 4 400 koní a 7 MWh batériu: Tento elektrický obor nepotrebuje nabíjačku

Oceánsky obor dostal obrovskú batériu. Táto loď zosekala emisie na polovicu

Závod nemeckej značky u nás skončí po viac než 25 rokoch. Je jediný svojho druhu na svete

Šéf Hyundaiu varuje pred inváziou. Čínske značky valcujú ďalší veľký trh a tlačia Západ do kúta
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Pukač: Miestami mi stačí len balkón a káva, lebo oproti tomu ťažkému tréningu je potom bežný život strašne jednoduchý (TÝŽDENNÝ PREHĽAD)
PREMIUM84 miliónov pre neznámeho hokejistu: Je to viac, ako mal na začiatku Slafkovský. Bývalý reprezentant hovorí o veľkom riziku

Neurobiológ využíva 10 denných návykov pre lepšiu formu. Jeden z nich môže vylepšiť celý tvoj deň

Búrlivé víno u susedov: Premiér Magyar terčom incidentu

Zhrozený Pavel reaguje na Ficove slová o NATO: „Je to úplne závažné oznámenie.“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Má 4 400 koní a 7 MWh batériu: Tento elektrický obor nepotrebuje nabíjačku
- Závod nemeckej značky u nás skončí po viac než 25 rokoch. Je jediný svojho druhu na svete
- BYD stlačilo cenu na minimum: Obľúbené SUV prešlo modernizáciou, štartuje na 10 000 €
- Oceánsky obor dostal obrovskú batériu. Táto loď zosekala emisie na polovicu
- Šéf Hyundaiu varuje pred inváziou. Čínske značky valcujú ďalší veľký trh a tlačia Západ do kúta
-
- Má 4 400 koní a 7 MWh batériu: Tento elektrický obor nepotrebuje nabíjačku
- Závod nemeckej značky u nás skončí po viac než 25 rokoch. Je jediný svojho druhu na svete
- BYD stlačilo cenu na minimum: Obľúbené SUV prešlo modernizáciou, štartuje na 10 000 €
- Oceánsky obor dostal obrovskú batériu. Táto loď zosekala emisie na polovicu
- Šéf Hyundaiu varuje pred inváziou. Čínske značky valcujú ďalší veľký trh a tlačia Západ do kúta
-
- Čínska cenová vojna si vyberá svoju daň. Chystá sa spojenie dvoch automobilových gigantov
- BYD stlačilo cenu na minimum: Obľúbené SUV prešlo modernizáciou, štartuje na 10 000 €
- Čínski experti urobili detailnú pitvu novej batérie BYD. Toto v nej vôbec nečakali
- Má 4 400 koní a 7 MWh batériu: Tento elektrický obor nepotrebuje nabíjačku
- 12 000 objednávok za 24 hodín: Nové čínske SUV láme rekordy, má skvelé parametre
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Pukač: Miestami mi stačí len balkón a káva, lebo oproti tomu ťažkému tréningu je potom bežný život strašne jednoduchý (TÝŽDENNÝ PREHĽAD)
PREMIUM84 miliónov pre neznámeho hokejistu: Je to viac, ako mal na začiatku Slafkovský. Bývalý reprezentant hovorí o veľkom riziku

Neurobiológ využíva 10 denných návykov pre lepšiu formu. Jeden z nich môže vylepšiť celý tvoj deň

Búrlivé víno u susedov: Premiér Magyar terčom incidentu

