![Исследователи из Корейского института энергетических технологий проводят эксперимент по погружению анодов отработанных батарей в восстанавливающий раствор [Предоставлено Корейским институтом энергетических исследований]](https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_67305eb97f4add352d0bbc4a_673063d96c19290ebf642a40/scale_1200)
«Отработанные батареи были восстановлены до состояния, на 100 процентов идентичного новому продукту».
Исследовательская группа под руководством доктора Ву Чжун Чже из Исследовательского центра экологически чистой энергетики в Кванджу при Корейском институте энергетических технологий сумела разработать дешевый и экологичный способ переработки материала катода использованных литий-ионных батарей.
Катод - это материал, который играет важную роль в производстве электроэнергии, накапливая и высвобождая ионы лития при зарядке и разрядке батареи.
С недавним распространением электромобилей и мобильных устройств возникла проблема утилизации отслуживших свой срок батарей. Ожидается, что к 2040 году количество старых электромобилей увеличится до более чем 40 миллионов, что приведет к резкому росту выбросов отработанных батарей. В частности, металлы, содержащиеся в батареях, могут стать причиной серьезного загрязнения почвы и воды, поэтому разработка технологии утилизации крайне необходима.
Переработка отработанных аккумуляторов в основном заключается в измельчении батарей и последующем извлечении ценных металлов, таких как литий, никель и кобальт, с помощью химических реакций. Однако этот процесс не только требует химических веществ высокой концентрации, которые приводят к образованию сточных вод, но и высокотемпературных печей, которые потребляют много энергии и выделяют углекислый газ.
Для решения этой проблемы все большее распространение получают технологии прямой переработки, которые восстанавливают существующие материалы и возвращают их в исходное состояние без каких-либо химических изменений. Однако технология прямой переработки имеет недостаток: она осуществляется при высокой температуре и давлении, а сам процесс сложен и требует много времени и средств.
Чтобы устранить недостатки существующих методов переработки, исследователи разработали технологию, которая позволяет напрямую перерабатывать отработанные катодные материалы из литий-ионных батарей через простой процесс. Просто погрузив отработанный катод в восстанавливающий раствор при обычном температуре и давлении (20±5°C, 1 атм), ионы лития расширяются и восстанавливаются до состояния, в котором их можно заряжать и разряжать.
![Материал анода отработанной батареи, погруженный в восстанавливающий раствор [Предоставлено Корейским институтом энергетических исследований]](https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_67305eb97f4add352d0bbc4a_673063f0497686186f8f998a/scale_1200)
Суть новой технологии заключается в гальванической коррозии с использованием восстановительного раствора. Гальваническая коррозия - это явление, при котором при контакте двух различных материалов в среде электролита один из двух металлов корродирует первым. В этом случае один металл защищает другой «жертвуя самим собой», что исследователи применили для утилизации отработанных батарей.
Бром в восстановительном растворе вступает в контакт с алюминием в отработанной батарее и вызывает спонтанную коррозию. Затем отрицательно заряженные электроны, высвобожденные из корродированного алюминия, передаются отработанному катодному материалу. В этот момент материал катода принимает ионы лития, которые являются катионами (положительно заряженными ионами), содержащимися в восстановительном растворе, чтобы сохранить нейтральность заряда, тем самым восстанавливаясь до своего первоначального состояния по мере увеличения количества ионов лития.
Проведя испытания новоразработанной технологии, исследователи подтвердили, что емкость отработанной батареи восстанавливается до уровня новой.
«Наши результаты позволяют предложить новый подход к восстановлению отработанных катодных материалов без высокотемпературной термообработки и вредных химических веществ» - сказал доктор Ву, добавив: «прямая переработка отработанных аккумуляторов электромобилей может внести значительный вклад в сокращение выбросов углекислого газа и создание экономики, основанной на циркуляции ресурсов».
Результаты исследования опубликованы в онлайн-версии Advanced Energy Materials, международного научного журнала по энергетике и материалам.
Корреспондент Ку Бон Хёк
nbgkoo@heraldcorp.com
#южнаякорея #корея #политика #экономика #промышленность #технология #химия #физика #аккумулятор #энергетика #бизнес #финансы #общество #культура #азия