Бул макала Science X редакциялык процедураларына жана саясаттарына ылайык каралып чыккан. Редакция мазмундун бүтүндүгүн камсыз кылууда төмөнкү сапаттарга басым жасады:
Уюлдук телефондордун, ноутбуктардын жана электр унааларынын литий-иондук батарейкаларынын калдыктары көбөйүүдө, бирок кайра иштетүү жолдору дагы эле иштебей калган батареяларды күйгүзүү же химиялык жол менен эритүү менен чектелет. Учурдагы ыкмалар экологиялык көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн жана өндүрүштүк масштабда экономикалык жактан өндүрүү кыйын.
Салттуу процесстер батареянын кээ бир материалдарын кайра иштетет жана жегичтүү щелочторго, органикалык эмес кислоталарга жана кирлерди киргизе турган коркунучтуу химиялык заттарга таянат. Критикалык металлдарды алуу да татаал бөлүүнү жана жаан-чачынды талап кылат. Бирок, кобальт жана литий сыяктуу металлдарды кайра иштетүү булганууну, чет элдик булактардан көз карандылыкты азайтат жана жеткирүү чынжырларын жабышы мүмкүн.
АКШнын Энергетика министрлигинин Оук Ридж улуттук лабораториясынын изилдөөчүлөрү процессте колдонулган зыяндуу химиялык заттардын көлөмүн азайтуу үчүн батареяларды суюк эритмеде эритүү ыкмасын өркүндөтүштү. Алардын изилдөөлөрү Energy Storage Materials журналында жарыяланды.
ORNL изилдөөчүлөрү тарабынан иштелип чыккан жөнөкөй, натыйжалуу жана экологиялык таза чечим мурунку ыкмалары менен жолуккан негизги тоскоолдуктарды жеңет.
Колдонулган батарейкалар боёк жана косметика сыяктуу керектөө буюмдарында кеңири колдонулган антифриз болгон этиленгликолдо эриген органикалык лимон кислотасынын (табигый цитрус жемиштерде болот) эритмесине чыланган. Лимон кислотасы туруктуу булактардан алынат жана органикалык эмес кислоталарга караганда иштетүү үчүн коопсуз. Бул экологиялык таза чечим катод деп аталган батареянын оң заряддуу электродундагы металлдарды бөлүп алуу жана кайра иштетүү үчүн өтө эффективдүү процессти камсыз кылат.
"Катоддун курамында маанилүү материалдар бар болгондуктан, ал батарейканын эң кымбат бөлүгү болуп саналат, анын баасынын 30 пайыздан ашыгын түзөт", - деди ORNLдин батарейканы изилдөө тобунун мүчөсү Яокай Бай. "Биздин ыкма убакыттын өтүшү менен батареянын чыгымдарын азайтышы мүмкүн." Изилдөө АКШдагы эң чоң ачык асмандагы аккумуляторду изилдөө жана өнүктүрүү мекемеси болгон Oak Ridge Улуттук лабораториясынын аккумулятор өндүрүшүндө жүргүзүлгөн.
Ал жерде иштелип чыккан кайра иштетүү технологиясы системага кирлерди киргизбестен, кобальт менен литийдин дээрлик 100% катоддон жууп алууга мүмкүндүк берет. Ал ошондой эле металл эритмелерин башка калдыктардан натыйжалуу ажырата алат. Баарынан маанилүүсү, анын экинчи милдети кошумча химиялык заттарды кошпостон бир нече сааттын ичинде кобальттын 96% дан ашыгын калыбына келтирүү болуп саналат, бул көбүнчө кислотанын деңгээлин тең салмактоо үчүн кол менен жасалган татаал процесс.
"Бир эритменин системасы эритме жана кайра иштетүү функцияларын биринчи жолу камтыйт" деди жетектөөчү изилдөөчү Лу Ю. "Кобальттын чөккөндүгү жана андан ары тынымсыз тунуп калганы кызык болду. Биз муну күткөн эмеспиз."
Кошумча химикаттарга болгон муктаждыкты жоюу чыгымдарды азайтат жана кошумча продуктулардын же экинчилик калдыктардын пайда болушунан сактайт. "Биздин окумуштуулар тарабынан иштелип чыккан бул кайра иштетүү процесси батареянын маанилүү материалдарын кеңири кайра иштетүүгө жол ача ала турганына кубанычтабыз" деди Ильяс Белхаруак, корпоративдик изилдөөчү жана Oak Ridge Улуттук лабораториясынын электрификация бөлүмүнүн директору.
Бай лимон кислотасынын жана этиленгликолдун жуулма касиеттери мурда изилденгенин, бирок бул ыкмада кислота жана төмөнкү температура көбүрөөк колдонулганын жана эффективдүү эмес экенин айтты.
"Биз анын чечимден канчалык тез чыкканына таң калдык" деди Бай. "Органикалык кислоталар менен, адатта, 10-12 саат талап кылынат, бирок бул бир гана саатты алды." Органикалык кислоталарды колдонгон салттуу эритмелер да жайыраак, анткени аларда суу бар, анын кайноо температурасы реакциянын температурасын чектейт.
Кошумча маалымат: Lu Yu et al., Efficient separation and co-presipitation for simpleified cathode recycling, Energy Storage Materials (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Эгер сиз ката, так эместикке туш болсоңуз же бул баракчадагы мазмунду түзөтүү өтүнүчүн тапшыргыңыз келсе, бул форманы колдонуңуз. Жалпы суроолор үчүн биздин байланыш формасын колдонуңуз. Жалпы пикир алышуу үчүн, төмөнкү коомдук комментарийлер бөлүмүн колдонуңуз (көрсөтмөлөрдү аткарыңыз).
Сиздин пикир биз үчүн абдан маанилүү. Бирок, билдирүүлөрдүн көлөмү көп болгондуктан, биз жекелештирилген жоопко кепилдик бере албайбыз.
Сиздин электрондук почта дарегиңиз электрондук катты жөнөткөн алуучуларга билдирүү үчүн гана колдонулат. Сиздин дарегиңиз да, алуучунун дареги да башка максатта колдонулбайт. Сиз киргизген маалымат электрондук почтаңызда пайда болот жана Tech Xplore тарабынан эч кандай формада сакталбайт.
Бул веб-сайт навигацияны жеңилдетүү, биздин кызматтарды колдонууңузду талдоо, жарнамалык жекелештирүү маалыматтарын чогултуу жана үчүнчү жактардын мазмунун камсыздоо үчүн кукилерди колдонот. Биздин веб-сайтты колдонуу менен, сиз биздин Купуялык саясатыбызды жана Колдонуу шарттарын окуп, түшүнгөнүңүздү ырастайсыз.