Vědci z Cornellu vyvinuli „lázeň“, která obnovuje baterie elektromobilů na 95 % a snižuje náklady o 56 %

Vědci z Cornellovy univerzity vyvinuli převratnou metodu, která dokáže obnovit vybité lithium-iontové baterie z elektromobilů až na 95 % jejich původní kapacity.

Vědci z Cornellovy univerzity vyvinuli převratnou metodu, která dokáže obnovit vybité lithium-iontové baterie z elektromobilů až na 95 % jejich původní kapacity. Tato inovativní technika, nazvaná Direct Electrode-to-Electrode Regeneration (DEER), by mohla zásadně změnit recyklaci baterií a snížit výrobní náklady o 56 %.

Současné metody recyklace baterií jsou nákladné, energeticky náročné a zatěžující pro životní prostředí. Obvykle zahrnují rozebírání baterií, drcení článků na prášek zvaný „černá hmota“ nebo jejich spalování v pecích s extrémními teplotami, následované zpracováním agresivními kyselinami. Cílem je získat vzácné minerály jako nikl a kobalt, ale proces je neefektivní a zanechává velkou uhlíkovou stopu.

Baterie obvykle „umírají“ ne proto, že by jim došly minerály, ale kvůli postupnému hromadění silné, krustovité vrstvy uvnitř článku, známé jako „pevná elektrolytová mezifáze“ (SEI). Tato vrstva brání toku energie, i když jsou všechny materiály stále přítomny. Standardní recyklace ničí celou součástku jen proto, aby ji vyčistila.

Metoda DEER je mnohem šetrnější. Namísto ničení baterie se její intaktní komponenty – elektrody – ponoří do speciálního elektrochemického roztoku, konkrétně 1,3-dimethyl-2-imidazolidinonu. Tato kapalina cílí na vrstvu SEI, rozpouští izolační nános a zanechává jemné vnitřní struktury dokonale zachované. „Opravujeme je tak, jak jsou, bez drcení nebo práškování, a poté je vracíme do nové baterie,“ uvedla Vibha Kalra, profesorka chemického inženýrství na Cornellově univerzitě. Dodala, že rozpuštění pomáhá baterii obnovit její kapacitu na 95 %, čímž se výrazně zkracuje cyklus oběhu materiálů.

Tento proces nejenže obnovuje baterie, ale také snižuje znečištění ovzduší a průmyslovou spotřebu vody. V době, kdy svět čelí narušením globálních dodavatelských řetězců pro klíčové složky baterií a mnoho zemí, včetně USA, postrádá domácí zásoby kritických minerálů a infrastrukturu pro jejich zpracování, nabízí metoda DEER zásadní řešení. Umožňuje, aby celý proces recyklace probíhal lokálně, levně a rychle, čímž se snižuje závislost na složitých zahraničních dodavatelských řetězcích.

Tým výzkumníků nyní plánuje testovat metodu DEER na větších, průmyslových bateriích a přizpůsobit proces pro boj s jinými formami opotřebení, jako je trvalá ztráta lithia. V současné době technika úspěšně ošetřuje baterie s 70–80% stavem zdraví, což je typická hranice pro vyřazení elektromobilů. Vědci věří, že se jim podaří rozšířit toto okno obnovy zaměřením na další mechanismy degradace. Zjištění studie byla publikována v časopise Energy and Environmental Science 9. června.