Исследователи из Политехнического института Вустера (Worcester Polytechnic Institute, WPI, США) представили технологию переработки литий-ионных аккумуляторов, которая отличается высокой эффективностью, экологичностью и возможностью масштабирования. По данным института, этот метод открывает путь к более устойчивому и "зелёному" будущему на основе возобновляемых источников энергии.
В условиях глобального перехода к возобновляемой энергетике — солнечной и ветровой — всё большую значимость приобретает вопрос хранения энергии. Литий-ионные аккумуляторы стали оптимальным решением благодаря своей высокой энергоёмкости и возможности применения в самых разных условиях, включая удалённые регионы.
Однако производство таких батарей требует использования не только лития, но и других дефицитных и экологически чувствительных материалов, таких как никель, кобальт и марганец. Это вызывает обеспокоенность по поводу устойчивости цепочки поставок и воздействия добычи полезных ископаемых на окружающую среду.
Срок службы литий-ионных батарей составляет всего несколько лет или около двух тысяч циклов зарядки и разрядки. С увеличением количества устройств — от смартфонов до электромобилей и промышленных хранилищ энергии — возрастает объём батарей, выходящих из строя. Это, в свою очередь, усиливает потребность в сырье и приводит к росту добычи, наносящей ущерб экосистемам.
Попытки переработки таких батарей уже предпринимались, однако традиционные методы требуют значительных энергетических затрат и не всегда позволяют восстановить материалы в их первозданном качестве.
Новый подход от WPI
Группа исследователей под руководством профессора Яня Вана (Yan Wang) из кафедры машиностроения и материаловедения WPI разработала новый гидрометаллургический метод переработки отработанных катодных материалов с низким содержанием никеля (Ni-lean). Этот подход позволил восстановить до 92% критически важных металлов и преобразовать их в катодный порошок, пригодный для повторного использования в батареях.
Батареи, собранные с использованием восстановленного порошка, показали впечатляющие результаты: сохранение 88% ёмкости после 500 циклов зарядки и более 85% — после 900 циклов.
Метод также оказался значительно более экологичным: он потребляет на 8,6% меньше энергии и сокращает углеродные выбросы на 13,9% по сравнению с традиционными способами переработки.
«Наша работа решает не только экологические проблемы, связанные с утилизацией аккумуляторов, но и снижает зависимость от добычи сырья. Мы доказали, что можно создавать высокоэффективные батареи из переработанных материалов в промышленных масштабах. Это ключ к устойчивому будущему», — подчеркнул профессор Ван в пресс-релизе.
