Salah sawijining kesulitan daur ulang yaiku biaya bahan kasebut sithik, lan proses daur ulang ora murah. A teknologi anyar ngarep-arep kanggo ngedongkrak daur ulang saka baterei lithium dening luwih ngurangi biaya lan nggunakake bahan-bahan eco-ramah.

Teknik perawatan anyar bisa ngasilake bahan katoda sing digunakake menyang negara asline, luwih nyuda biaya daur ulang. Dikembangake dening nanoengineers ing Universitas California, San Diego, teknologi kasebut luwih ramah lingkungan tinimbang cara sing saiki digunakake. Iki nggunakake bahan mentah sing luwih ijo, nyuda konsumsi energi nganti 80 nganti 90 persen, lan nyuda emisi gas omah kaca nganti 75 persen.

Para peneliti rinci babagan karyane ing makalah sing diterbitake 12 November ing Joule.

Teknik iki utamané becik kanggo katoda sing digawe saka lithium iron phosphate (LFP). Baterei katoda LFP luwih murah tinimbang baterei litium liyane amarga ora nggunakake logam mulia kaya kobalt utawa nikel. Baterei LFP uga luwih awet lan luwih aman. Iki digunakake kanthi akeh ing alat listrik, bus listrik lan jaringan listrik. Tesla Model 3 uga nggunakake baterei LFP.

“Ngelingi kaluwihan kasebut, baterei LFP bakal duwe keunggulan kompetitif tinimbang baterei lithium liyane ing pasar,” ujare Zheng Chen, profesor nanoengineering ing Universitas California, San Diego.

Apa ana masalah? “Ora larang regane kanggo daur ulang baterei iki.” “Sampeyan ngadhepi dilema sing padha karo plastik – materi kasebut murah, nanging cara daur ulang ora murah,” ujare Chen.

Teknologi daur ulang anyar sing dikembangake dening Chen lan tim bisa nyuda biaya kasebut. Teknologi kasebut bisa digunakake ing suhu sing sithik (60 nganti 80 derajat Celcius) lan tekanan sekitar, saengga nggunakake listrik luwih sithik tinimbang cara liya. Kajaba iku, bahan kimia sing digunakake, kayata litium, nitrogen, banyu, lan asam sitrat, murah lan entheng.

“Proses daur ulang kabeh ditindakake ing kahanan sing aman, mula kita ora butuh langkah-langkah keamanan khusus utawa peralatan khusus,” ujare Pan Xu, panulis utama lan peneliti postdoctoral ing laboratorium Chen. Pramila biaya daur ulang baterei kita sithik. ”

Kaping pisanan, para peneliti daur ulang baterei LFP nganti ilang setengah saka kapasitas panyimpenan. Dheweke banjur mbongkar baterei, nglumpukake bubuk katoda, lan direndhem ing larutan uyah lithium lan asam sitrat. Sabanjure, padha wisuh solusi karo banyu lan ngidini wêdakakêna garing sadurunge dadi panas.

Para peneliti nggunakake bubuk kasebut kanggo nggawe katoda anyar, sing wis diuji ing sel Tombol lan sel kantong. Kinerja elektrokimia, komposisi kimia lan strukture rampung dibalekake menyang kahanan asline.

Nalika baterei terus didaur ulang, katoda ngalami rong owah-owahan struktural penting sing nyuda kinerja. Kapisan yaiku mundhut ion litium, sing mbentuk rongga ing struktur katoda. Kapindho, owah-owahan struktural liyane dumadi nalika ion wesi lan lithium ing struktur kristal ngganti panggonan. Yen kedadeyan kasebut, ion ora bisa gampang bali maneh, saengga ion litium macet lan ora bisa muter liwat baterei.

Cara perawatan sing diusulake ing panliten iki yaiku ngisi maneh ion lithium, supaya ion wesi lan ion lithium bisa gampang diuripake maneh menyang posisi asline, saengga bisa mulihake struktur katoda. Langkah kapindho yaiku nggunakake asam sitrat, sing tumindak minangka agen pereduksi kanggo nyumbang elektron menyang zat liya. Iki nransfer elektron menyang ion wesi, ngurangi muatan positif. Iki nyilikake tolak elektron lan nyegah ion wesi bali menyang posisi asli ing struktur kristal, nalika ngeculake ion lithium bali menyang siklus.

Nalika konsumsi energi sakabèhé saka proses daur ulang kurang, peneliti ujar manawa riset luwih lanjut dibutuhake babagan logistik ngumpulake, ngangkut lan mbuwang baterei sing akeh.

“Tantangan sabanjure yaiku ngerteni cara ngoptimalake proses logistik kasebut.” “Iki bakal nggawa teknologi daur ulang siji langkah nyedhaki aplikasi industri,” ujare Chen.