Wystarczy wymienić katody w akumulatorach, aby zapewnić im praktycznie wieczne życie
Naukowcy opracowali metodę odmładzania zużytych akumulatorów, która pozwala niemal w pełni odzyskać ich pierwotne napięcie. Kluczowy element tej regeneracji sprowadza się do nowych materiałów katodowych o zerowej rozszerzalności cieplnej. Mowa więc o takim materiale, który nie deformuje się pod wpływem temperatury i który może raz na zawsze zmienić podejście do starzejących się akumulatorów litowo-jonowych.
Czytaj też: Nowy as Amerykanów w walce z Chinami: baterie, recykling i 1,3 mln aut rocznie
Możliwości akumulatorów z czasem spadają. Obserwujemy to już od dekad, bo każdy z nas miał przecież smartfona, który po kilku latach “nie trzymał już tak dobrze na baterii”. Nie jest to więc dla nas żadną tajemnicą, ale jeśli idzie stricte o ich wydajność, a nie pojemność, to degradacja ta sprowadza się do coraz “gorszej” katody. Tak się bowiem składa, że trakcie cykli ładowania i rozładowywania materiał katodowy ulega zmianom strukturalnym, a zjawisko rozszerzalności cieplnej potęguje deformacje, prowadząc do utraty napięcia i pojemności.
Czytaj też: Ta fotowoltaika waży mniej niż Twój telefon i działa lepiej niż zwykłe panele
Zespół badawczy odkrył, że niektóre tlenki litu bogate w lit wykazują tzw. ujemną rozszerzalność cieplną, co oznacza, że kurczą się pod wpływem temperatury w zakresie 150–250°C. To paradoksalne zjawisko pozwoliło opracować katody, które nie zmieniają wymiarów przy zmianach temperatury, zachowując integralność strukturalną. Gdyby tego było mało, dzięki zastosowaniu 4-voltowych impulsów napięciowych, badacze zdołali odbudować strukturę krystaliczną zużytych katod, niemal całkowicie przywracając im pierwotne napięcie. Oznacza to, że odpowiednio opracowane inteligentne protokoły ładowania mogłyby skutecznie odmładzać akumulatory.
Czytaj też: Fotowoltaiczny skandal w Polsce. Zasilamy domy niemieckimi śmieciami, a zapłacimy za nie podwójnie
Chociaż dotychczasowe wyniki są obiecujące, potrzebne są dalsze badania nad długoterminową stabilnością wskazanych materiałów katodowych w warunkach rzeczywistych. Wyzwaniem będzie również skalowanie produkcji takich katod oraz ich integracja z obecnymi liniami produkcyjnymi akumulatorów. Nie można też pominąć oceny wpływu środowiskowego, bo nowe materiały muszą być nie tylko skuteczne, ale też zrównoważone w produkcji i utylizacji. Czas więc pokaże, jak będzie i tym razem.