Новый «клей» может производить литий

Переработка аккумуляторов имеет решающее значение, но современные методы, такие как контролируемое сжигание старых аккумуляторов, могут выделять токсичные материалы. Национальная лаборатория Лоуренса Беркли утверждает, что у нее есть более безопасный и дешевый вариант.

Переработка литий-ионных аккумуляторов для электромобилей и бытовой электроники является неотложным приоритетом, учитывая ограниченность мировых поставок дорогих металлов, таких как литий, никель и кобальт, но у нее есть обратная сторона: современные методы, такие как контролируемое сжигание, могут выделять токсичные химические вещества. Однако ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли говорят, что нашли решение: новый материал, который позволяет перерабатывать старые литий-ионные элементы с помощью простой воды. И вскоре это может сделать переработку аккумуляторов более дешевой и безопасной.

В аккумуляторных элементах используются клееподобные связующие, которые удерживают вместе положительно заряженный катод и отрицательно заряженный анод — элементы, передающие электричество. Материал Лоуренса Беркли представляет собой «быстродействующее» связующее, изготовленное из двух широко доступных полимеров, которое растворяется при помещении в щелочную воду комнатной температуры, содержащую гидроксид натрия. По словам исследователей, металлы батареи затем можно отфильтровать из раствора и высушить на воздухе. Нет жжения и выделения токсинов.

Исследователь из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли держит образцы быстродействующего связующего, разработанного для того, чтобы сделать переработку литий-ионных аккумуляторов более безопасной и дешевой.

Исследование уже переходит в коммерческое тестирование совместно с Onto Technologies, стартапом по переработке отходов в Бенде, штат Орегон. Если все пойдет хорошо, новый связующий материал может начать использоваться в литий-ионных батареях в течение «двух-пяти лет», рассказал Forbes Гао Лю, старший научный сотрудник лаборатории Беркли.

Компании, в том числе Redwood Materials, возглавляемая соучредителем Tesla Дж. Б. Штраубелем, и базирующаяся в Торонто Li-Cycle, собирают миллиарды долларов для строительства крупномасштабных предприятий по переработке отходов по всей Северной Америке, которые, как они надеются, когда-нибудь сделают их ключевыми поставщиками сырьевых металлов и электрооборудования. автомобильные аккумуляторы наиболее необходимы. Это, вероятно, будет иметь решающее значение, поскольку в ближайшие несколько лет откроются десятки новых заводов по производству аккумуляторов, запланированных такими компаниями, как General Motors, Ford, Tesla, Toyota, Hyundai и Panasonic.

В число ученых, создавших быстросъемную папку, входят Роберт Костецкий, Гао Лю, Чен Фанг и Мухаммад Ихсан Уль Хак.

«Если вы посмотрите, сколько литий-ионных производств будет запущено в эксплуатацию в ближайшее десятилетие, то увидите, что оно будет расти примерно на 30% в год», — сказал Лю. «Таким образом, количество батарей, которые нам нужно будет переработать через десять лет, будет очень растущим бизнесом».

Хотя литий-ионные аккумуляторы отлично подходят для устранения выхлопных газов и выбросов углекислого газа, вызывающих потепление климата, они загрязняются при горении. Например, если аккумуляторная батарея Tesla загорается, она выделяет ряд вредных токсинов и полифторалкильных веществ или химических веществ PFAS, которые связаны с рядом проблем со здоровьем человека.

Примечательно, что связующее, разработанное Лабораторией Лоуренса в Беркли, не содержит химических веществ ПФАС.

«Разработать связующее без (химикатов PFAS) было сложно, но это чрезвычайно важно для будущего», — заявил генеральный директор OnTo Стив Слуп в заявлении, отправленном по электронной почте. «Клиенты не хотят их из-за возникающей связи с проблемами со здоровьем, и я думаю, что вскоре регулирующие органы согласятся, что мы не можем продолжать использовать эти химикаты».

По словам Лоуренса Беркли, эта переплетная машина стоит примерно в десять раз дешевле, чем две наиболее часто используемые коммерческие переплетные машины. И помимо аккумуляторов для электромобилей, команда, создавшая этот материал, считает, что его можно использовать для аккумуляторов любого размера: от аккумуляторов в мобильных телефонах до массивных, которые коммунальные предприятия используют для хранения электроэнергии.