باتری‌های لیتیوم یونی امروزه به طور گسترده در خودروهای برقی، گوشی‌های هوشمند و وسایل الکتریکی وجود دارند. پژوهشی جدید طول عمر باتری‌های بازیافتی را بسیار بیشتر از قبل پیش‌بینی کرده است. در ادامه با میلی‌لب همراه باشید.
باتری‌های لیتیوم یونی با کاتدهای بازیافتی می‌توانند عملکرد بهتری نسبت به باتری‌ها با کاتدهای ساخته‌شده از مواد نو ارائه دهند. یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که این بهبود عملکرد می‌تواند حتی تا هزاران چرخه‌ی شارژ بیشتر باشد. اثبات چنین عملکردی انگیزه‌ی سازندگان باتری‌ها را در استفاده از مواد بازیافتی افزایش خواهد داد.
تقاضای فزاینده برای این باتری‌ها که امروزه به دستگاه‌های مختلفی از گوشی‌های هوشمند تا خودروهای الکتریکی قدرت می‌دهند، ممکن است از میزان تامین و عرضه‌ی جهانی برخی عنصرهای شیمیایی کلیدی مانند کبالت پیشی بگیرد. بازیافت بیشتر از کمبود چنین مواد اولیه‌ای جلوگیری می‌کند. با این حال، برخی سازندگان نگران این هستند که ناخالصی‌های بجا مانده در مواد بازیافتی ممکن است باعث تضعیف عملکرد باتری‌ها شوند.
بازیافت امیدبخش
بدون بازیافت، سازندگان باتری‌ها در دهه‌های پیش رو با مشکل تامین مواد اولیه برای ساخت باتری‌های لیتیوم یون مواجه خواهند شد. یان وانگ (Yan Wang) پژوهشگر علم مواد در انستیتوی پلی تکنیک Worcester ماساچوست می‌گوید: «بر طبق مطالعات ما، مواد بازیافتی می‌توانند به خوبی و حتی بهتر از مواد نو عمل کنند.»
وانگ و همکارانش با استفاده از باتری‌های مستعمل الکترودها را استخراج کرده و فلزهای به دست آمده از آن باتری‌ها را در اسید حل کردند. سپس با تنظیم PH محلول، ناخالصی‌هایی مانند آهن و مس را حذف کرده و موفق شدند بیش از ۹۰ درصد ۳ فلز کلیدی یعنی نیکل، منگنز و کبالت را بازیابی کنند. این فلزهای بازیابی‌شده، مواد اولیه‌ی اصلی لازم برای ساخت کاتدهای جدید را برای تیم تحقیقاتی فراهم کردند.
عملکرد فوق‌العاده
در آزمایشات انجام‌شده برای تعیین ظرفیت ذخیره و نگهداری انرژی این باتری‌ها و بعد از سیکل‌های متعدد شارژ و دشارژ، مشخص شد که باتری‌ها با کاتدهای بازیافتی از باتری‌هایی که از مواد دست‌اول و ترکیب شیمیایی یکسان ساخته شده‌اند عملکرد بالاتری دارند. نتایج منتشرشده در مجله‌ی Joule نشان دادند که باتری‌های بازیافتی پس از ۱۱۶۰۰ چرخه‌ی شارژ ۳۰ درصد از ظرفیت اولیه‌ی خود را از دست می‌دهند؛ این مقدار در حدود ۵۰ درصد از ۷۶۰۰ چرخه‌ی شارژ باتری‌ها با کاتدهای نو بیشتر است. بدون شک، چند هزار سیکل کارکرد اضافه‌تر منجر به سال‌ها عملکرد بهتر و بیشتر باتری‌های لیتیوم یونی می‌شود.
منبع: sciencenews.org
