እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ከሚያስከትላቸው ችግሮች አንዱ የእቃው ዋጋ ዝቅተኛ ነው, እና እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ሂደቱ ርካሽ አይደለም. አዲስ ቴክኖሎጂ ወጪን በመቀነስ እና ለአካባቢ ተስማሚ የሆኑ ንጥረ ነገሮችን በመጠቀም የሊቲየም ባትሪዎችን እንደገና ጥቅም ላይ ማዋልን እንደሚያሳድግ ተስፋ አድርጓል።

አዲስ የሕክምና ዘዴ ያገለገሉ የካቶድ ቁሳቁሶችን ወደ ቀድሞው ሁኔታው ​​ሊመልስ ይችላል, ይህም እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ወጪን ይቀንሳል. በካሊፎርኒያ ሳንዲያጎ ዩኒቨርሲቲ ናኖኢንጂነሮች የተሰራው ቴክኖሎጂው አሁን ጥቅም ላይ ከሚውሉት ዘዴዎች የበለጠ ለአካባቢ ተስማሚ ነው። አረንጓዴ ጥሬ ዕቃዎችን ይጠቀማል, የኃይል ፍጆታን ከ 80 እስከ 90 በመቶ ይቀንሳል እና የሙቀት አማቂ ጋዝ ልቀትን በ 75 በመቶ ይቀንሳል.

ተመራማሪዎቹ በጁሌ ውስጥ ህዳር 12 በታተመ አንድ ወረቀት ላይ ስራቸውን በዝርዝር አስቀምጠዋል.

ይህ ዘዴ በተለይ ከሊቲየም ብረት ፎስፌት (ኤልኤፍፒ) ለተሠሩ ካቶዶች ተስማሚ ነው. የኤልኤፍፒ ካቶድ ባትሪዎች ከሌሎቹ የሊቲየም ባትሪዎች ርካሽ ናቸው ምክንያቱም እንደ ኮባልት ወይም ኒኬል ያሉ ውድ ብረቶችን አይጠቀሙም። የኤልኤፍፒ ባትሪዎች የበለጠ ዘላቂ እና አስተማማኝ ናቸው። በኤሌክትሪክ መሳሪያዎች, በኤሌክትሪክ አውቶቡሶች እና በኤሌክትሪክ መረቦች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ. የ Tesla ሞዴል 3 የኤልኤፍፒ ባትሪዎችንም ይጠቀማል።

“እነዚህን ጥቅሞች ከግምት ውስጥ በማስገባት የኤልኤፍፒ ባትሪዎች በገበያ ላይ ካሉ ሌሎች የሊቲየም ባትሪዎች ተወዳዳሪ ጠቀሜታ ይኖራቸዋል” ሲሉ በካሊፎርኒያ ሳንዲያጎ ዩኒቨርሲቲ የናኖኢንጂነሪንግ ፕሮፌሰር የሆኑት ዜንግ ቼን ተናግረዋል ።

ችግር አለ? “እነዚህን ባትሪዎች እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ወጪ ቆጣቢ አይደለም.” ቼን “እንደ ፕላስቲኮች ተመሳሳይ ችግር አጋጥሞታል – ቁሱ ራሱ ርካሽ ነው, ነገር ግን መልሶ ጥቅም ላይ የሚውልበት መንገድ ርካሽ አይደለም” ብለዋል.

በቼን እና በቡድናቸው የተገነቡ አዳዲስ የመልሶ መጠቀም ቴክኖሎጂዎች እነዚህን ወጪዎች ሊቀንሱ ይችላሉ። ቴክኖሎጂው የሚሠራው በዝቅተኛ የሙቀት መጠን (ከ60 እስከ 80 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) እና የአካባቢ ግፊት በመሆኑ የኤሌክትሪክ ፍጆታ ከሌሎች ዘዴዎች ያነሰ ነው። በተጨማሪም የሚጠቀማቸው ኬሚካሎች እንደ ሊቲየም፣ ናይትሮጅን፣ ውሃ እና ሲትሪክ አሲድ ርካሽ እና ቀላል ናቸው።

የጥናቱ መሪ እና በቼን ላብራቶሪ ውስጥ የድህረ-ዶክትሬት ተመራማሪ የሆኑት ፓን ሹ “አጠቃላይ መልሶ ጥቅም ላይ ማዋል ሂደት በጣም ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ ውስጥ ይከናወናል, ስለዚህ ምንም ልዩ የደህንነት እርምጃዎች ወይም ልዩ መሳሪያዎች አያስፈልጉንም” ብለዋል. ለዚያም ነው የእኛ የባትሪ መልሶ ጥቅም ላይ ማዋል ዋጋ ዝቅተኛ የሆነው። ”

በመጀመሪያ ተመራማሪዎቹ የማከማቻ አቅማቸውን ግማሹን እስኪያጡ ድረስ የኤልኤፍፒ ባትሪዎችን እንደገና ጥቅም ላይ ውለዋል። ከዚያም ባትሪውን ፈትተው የካቶድ ዱቄትን ሰበሰቡ እና በሊቲየም ጨዎች እና በሲትሪክ አሲድ መፍትሄ ውስጥ አስገቡት. በመቀጠል መፍትሄውን በውሃ ታጥበው ዱቄቱን ከማሞቅ በፊት እንዲደርቅ አድርገዋል.

ተመራማሪዎቹ ዱቄቱን በቡተን ሴሎች እና በከረጢት ሴሎች ውስጥ የተሞከሩ አዳዲስ ካቶዶችን ለመስራት ተጠቅመዋል። የኤሌክትሮኬሚካላዊ አፈፃፀም, ኬሚካላዊ ቅንብር እና አወቃቀሩ ሙሉ በሙሉ ወደ መጀመሪያው ሁኔታ ይመለሳሉ.

ባትሪው እንደገና ጥቅም ላይ መዋሉን ሲቀጥል, ካቶድ አፈፃፀሙን የሚቀንሱ ሁለት አስፈላጊ መዋቅራዊ ለውጦችን ያደርጋል. የመጀመሪያው በካቶድ መዋቅር ውስጥ ክፍተቶችን የሚፈጥሩ የሊቲየም ions መጥፋት ነው. በሁለተኛ ደረጃ, በክሪስታል መዋቅር ውስጥ ያሉት የብረት እና የሊቲየም ions ቦታዎች ሲለዋወጡ ሌላ መዋቅራዊ ለውጥ ተፈጠረ. አንዴ ይህ ከሆነ ionዎቹ በቀላሉ ወደ ኋላ መመለስ ስለማይችሉ የሊቲየም ionዎች ተጣብቀው በባትሪው ውስጥ መዞር አይችሉም።

በዚህ ጥናት ውስጥ የቀረበው የሕክምና ዘዴ በመጀመሪያ የሊቲየም ionዎችን ይሞላል, ስለዚህም የብረት ions እና የሊቲየም ions በቀላሉ ወደ ቀድሞ ቦታቸው ይመለሳሉ, በዚህም የካቶድ መዋቅርን ያድሳል. ሁለተኛው እርምጃ ኤሌክትሮኖችን ለሌላ ንጥረ ነገር ለመለገስ እንደ ቅነሳ ወኪል ሆኖ የሚያገለግለውን ሲትሪክ አሲድ መጠቀም ነው። ኤሌክትሮኖችን ወደ ብረት ions ያስተላልፋል, አዎንታዊ ክፍያቸውን ይቀንሳል. ይህ የኤሌክትሮን መጨናነቅን ይቀንሳል እና የብረት ionዎች በክሪስታል መዋቅር ውስጥ ወደ ቀድሞ ቦታቸው እንዳይመለሱ ይከላከላል ፣ እና የሊቲየም ions እንደገና ወደ ዑደት ይለቀቃል።

በድጋሚ ጥቅም ላይ የሚውለው አጠቃላይ የኃይል ፍጆታ ዝቅተኛ ቢሆንም፣ ብዙ ባትሪዎችን በመሰብሰብ፣ በማጓጓዝ እና በመጣል ሎጂስቲክስ ላይ ተጨማሪ ጥናት እንደሚያስፈልግ ተመራማሪዎቹ ተናግረዋል።

“የሚቀጥለው ፈተና እነዚህን የሎጂስቲክስ ሂደቶች እንዴት ማሻሻል እንደሚቻል ማወቅ ነው.” “ይህ የእኛን እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ቴክኖሎጂን ወደ ኢንዱስትሪያዊ አተገባበር አንድ እርምጃ ያመጣዋል” ብለዋል ቼን.