Яке аз душворихои коркарди такрорй дар он аст, ки арзиши худи материал арзон буда, процесси коркарди такрорй арзон нест. Технологияи нав умедвор аст, ки коркарди дубораи батареяҳои литийиро тавассути коҳиши минбаъдаи хароҷот ва истифодаи компонентҳои аз ҷиҳати экологӣ тоза афзоиш диҳад.

Технологияи нави табобат метавонад маводи катодҳои истифодашударо ба ҳолати аввалааш баргардонад ва минбаъд хароҷоти коркарди такрориро коҳиш диҳад. Ин технология аз ҷониби наномуҳандисони Донишгоҳи Калифорния, Сан Диего таҳия шудааст, нисбат ба усулҳои ҳозира истифодашаванда аз ҷиҳати экологӣ тозатар аст. Он ашёи хоми сабзро истифода мебарад, масрафи энергияро аз 80 то 90 фоиз ва партовҳои газҳои гулхонаӣ 75 фоиз кам мекунад.

Муҳаққиқон кори худро дар мақолае, ки 12 ноябр дар Ҷоул нашр шудааст, муфассал шарҳ медиҳанд.

Ин техника махсусан барои катодҳои аз фосфати оҳани литий (LFP) сохташуда беҳтарин аст. Батареяҳои катодҳои LFP нисбат ба дигар батареяҳои литий арзонтаранд, зеро онҳо металлҳои қиматбаҳо ба монанди кобальт ё никелро истифода намебаранд. Батареяҳои LFP низ устувортар ва бехатартаранд. Онҳо дар асбобҳои барқӣ, автобусҳои электрикӣ ва шабакаҳои барқӣ васеъ истифода мешаванд. Tesla Model 3 инчунин батареяҳои LFP -ро истифода мебарад.

“Бо назардошти ин бартариҳо, батареяҳои LFP нисбат ба дигар батареяҳои литий дар бозор бартарии рақобат хоҳанд дошт” гуфт Чжэн Чен, профессори наномуҳандисии Донишгоҳи Калифорния, Сан Диего.

Оё ягон мушкилот вуҷуд дорад? “Истифодаи дубораи ин батареяҳо аз ҷиҳати иқтисодӣ самаранок нест.” “Он бо як дилемма ба мисли пластик дучор меояд – худи мавод арзон аст, аммо роҳи коркарди он арзон нест” гуфт Чен.

Технологияҳои нави коркарди такрорӣ, ки Чен ва дастаи ӯ таҳия кардаанд, метавонад ин хароҷотро коҳиш диҳад. Технология дар ҳарорати паст (60 то 80 дараҷа) ва фишори муҳити зист кор мекунад, бинобар ин назар ба дигар усулҳо қувваи барқро камтар сарф мекунад. Илова бар ин, кимиёвӣ, ки он истифода мебарад, ба монанди литий, нитроген, об ва кислотаи лимуи, арзон ва нарм мебошанд.

“Тамоми раванди коркарди такрорӣ дар шароити хеле бехатар сурат мегирад, аз ин рӯ мо ба ягон чораи махсуси бехатарӣ ё таҷҳизоти махсус ниёз надорем” гуфт Пан Сю, муаллифи пешбари таҳқиқот ва пажӯҳишгари баъдидокторӣ дар лабораторияи Чен. Аз ин рӯ, хароҷоти коркарди батареяҳои мо кам аст. »

Аввалан, муҳаққиқон батареяҳои LFP-ро дубора коркард карданд, то он даме, ки онҳо нисфи қобилияти нигоҳдории худро гум кунанд. Баъд аккумуляторро ба кисмхо чудо карда, хокаи катодашро чамъ карда, дар махлули намаки литий ва кислотаи лиму тар карданд. Минбаъд онҳо маҳлулро бо об шуста, хокаро пеш аз гарм кардани он хушк карданд.

Муҳаққиқон аз ин хока барои сохтани катодҳои нав истифода карданд, ки дар ҳуҷайраҳои тугма ва ҳуҷайраҳои халта озмуда шудаанд. Нишондихандаи электрохимиявии он, таркиб ва сохтори химиявии он пурра ба холати аввала баргардонида мешавад.

Ҳангоми идома додани коркарди батарея, катод ду тағироти муҳими сохториро аз сар мегузаронад, ки кори онро коҳиш медиҳад. Якум ин талафоти ионҳои литий мебошад, ки дар сохтори катод холигоҳҳоро ташкил медиҳанд. Дуюм, вақте ки ионҳои оҳан ва литий дар сохтори кристалл ҷой иваз карданд, дигар тағйироти сохторӣ ба амал омад. Пас аз он ки ин рӯй медиҳад, ионҳо наметавонанд ба осонӣ баргарданд, аз ин рӯ ионҳои литий часпида мешаванд ва наметавонанд тавассути батарея давр зананд.

Усули муолиҷа, ки дар ин таҳқиқот пешниҳод шудааст, аввалан ионҳои литийро пур мекунад, то ионҳои оҳан ва ионҳои литийро ба осонӣ ба мавқеъҳои аслии худ баргардонанд ва ба ин васила сохтори катодро барқарор кунанд. Қадами дуюм ин истифодаи кислотаи лимуи аст, ки ҳамчун агенти коҳишдиҳанда барои додани электронҳо ба моддаи дигар амал мекунад. Он электронҳоро ба ионҳои оҳан интиқол дода, заряди мусбати онҳоро кам мекунад. Ин бозтоби электронҳоро кам мекунад ва иони оҳанро аз баргаштан ба мавқеъҳои аслии худ дар сохтори кристалл пешгирӣ мекунад ва дар ҳоле ки ионҳои литийро дубора ба давра озод мекунад.

Дар ҳоле ки масрафи умумии энергия дар раванди коркарди дубора кам аст, муҳаққиқон мегӯянд, ки таҳқиқоти бештар дар заминаи логистикаи ҷамъоварӣ, интиқол ва нобудсозии миқдори зиёди батареяҳо лозим аст.

“Мушкилоти навбатӣ фаҳмидани он аст, ки чӣ гуна ин равандҳои логистикӣ оптимизатсия карда шаванд.” “Ин технологияи такрории моро ба татбиқи саноатӣ як қадам наздик мекунад” гуфт Чен.