Vědci Kalifornské univerzity v San Diegu vylepšili recyklační proces, který umí znovu využít použité katody ze starých li-ion baterií. Jejich objev je bezpečnější a spotřebovává méně energie než dřívější metody.
Hlavním autorem projektu byl profesor Zheng Chen a studie vyšla v odborném časopise Advanced Energy Materials. „Díky rychle rostoucímu trhu s elektrickými vozidly kapacita li-ion baterií během pěti let prudce vzroste,“ uvedl Chen. „Naše práce představuje řešení toho, aby se vysloužilé baterie mohly po pěti až deseti letech znovu začít používat,“ dodal.
Chenův tým v minulosti pracoval na přímé recyklaci dosloužilých katod – tato snaha měla vést k tomu, aby se dal materiál, z něhož jsou vyrobené, recyklovat. V tomto procesu se na katodě obnovovaly ionty lithia, které se během času opotřebují. Celý proces je v podstatě vrátil do jejich původního stavu. Tento postup sice fungoval, ale potřeboval velké množství energie ke stlačení lithia – a také byl podle Chena rizikový.
Jednoduché, nenáročné, účinné
Nový postup místo tlaku deseti atmosfér využívá „normální“ tlak jedné atmosféry. Toto technologické vylepšení umožňuje, aby se lithium na katodě regenerovalo v téměř pokojových podmínkách. Stále je ale zapotřebí poměrně vysokých teplot, nejprve 300 stupňů Celsia a poté 850 stupňů Celsia, nakonec látka ještě několik hodin přirozeně chladne.
Vědci použili tuto metodu, aby regenerovali baterii s technologií NMC, která je dnes používaná v mnoha elektrických vozidlech. „Vytvořili jsme nové katody z regenerovaných částic a pak jsme je otestovali laboratorně v bateriích. Regenerované katody měly stejnou kapacitu a výkon jako originální,“ komentovali výsledky autoři výzkumu.
Recyklace všech baterií
Za normálních okolností ztrácí katoda na konci životního cyklu li-ion baterie část svého lithia. Mění se také její struktura, takže klesá její výkonnost. Nově popsaný proces by tedy mohl životnost baterií mnohonásobně zvýšit.
Vědci zatím umí recyklovat jediný typ elektrické baterie, ale v nadějném výzkumu pokračují, aby se tato technologie dala použít také u jiných typů. „Naším cílem je vytvořit univerzální recyklační proces pro všechny materiály, které se na katody používají,“ vysvětlil Chen. Současně už jeho tým začal pracovat i na procesu, v němž by se dala recyklovat také anoda baterie, která bývá tvořena nejčastěji grafitem.
