1. Լիթիումի երկաթի ֆոսֆատի վերամշակումից հետո աղտոտման խնդիրներ
Էլեկտրաէներգիայի մարտկոցների վերամշակման շուկան հսկայական է, և համապատասխան հետազոտական հաստատությունների համաձայն, Չինաստանի թոշակի անցած էներգիայի մարտկոցների կուտակային ընդհանուր գումարը մինչև 2025 թվականը ակնկալվում է հասնել 137,4 ՄՎտժ-ի:
Ընդունելով լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ մարտկոցներՈրպես օրինակ, կան հարակից մարտկոցների վերամշակման և օգտագործման երկու եղանակ. մեկը կասկադային օգտագործումն է, իսկ մյուսը` ապամոնտաժումն ու վերամշակումը:
Կասկադի օգտագործումը վերաբերում է լիթիումի երկաթի ֆոսֆատային էներգիայի մարտկոցների օգտագործմանը, որոնց թողունակությունը կազմում է 30% -ից մինչև 80% հետո ապամոնտաժումից և վերահամակցումից հետո, և դրանք կիրառելով ցածր էներգիայի խտությամբ տարածքներում, ինչպիսիք են էներգիայի պահեստավորումը:
Ապամոնտաժումը և վերամշակումը, ինչպես ենթադրում է անվանումը, վերաբերում է լիթիումի երկաթի ֆոսֆատային էներգիայի մարտկոցների ապամոնտաժմանը, երբ մնացած հզորությունը 30%-ից պակաս է և դրանց հումքի վերականգնումը, ինչպիսիք են լիթիումը, ֆոսֆորը և երկաթը դրական էլեկտրոդում:
Լիթիում-իոնային մարտկոցների ապամոնտաժումը և վերամշակումը կարող է նվազեցնել շրջակա միջավայրը պաշտպանելու համար նոր հումքի արդյունահանումը և ունենալ նաև մեծ տնտեսական արժեք՝ զգալիորեն նվազեցնելով հանքարդյունաբերության ծախսերը, արտադրության ծախսերը, աշխատուժի և արտադրական գծի դասավորության ծախսերը:
Լիթիում-իոնային մարտկոցների ապամոնտաժման և վերամշակման հիմնական ուղղությունը բաղկացած է հետևյալ քայլերից. սկզբում հավաքել և դասակարգել թափոնների լիթիումային մարտկոցները, ապա ապամոնտաժել մարտկոցները և վերջում առանձնացնել և կատարելագործել մետաղները:Վիրահատությունից հետո վերականգնված մետաղներն ու նյութերը կարող են օգտագործվել նոր մարտկոցների կամ այլ ապրանքների արտադրության համար՝ զգալիորեն խնայելով ծախսերը:
Այնուամենայնիվ, այժմ ներառյալ մարտկոցների վերամշակման մի խումբ ընկերություններ, ինչպիսիք են Ningde Times Holding Co., Ltd. դուստր ձեռնարկությունը Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., բոլորը բախվում են մի փշոտ խնդրի. .Շուկային շտապ անհրաժեշտ են նոր տեխնոլոգիաներ՝ մարտկոցների վերամշակման աղտոտվածությունն ու թունավորությունը բարելավելու համար:
2.LBNL-ը գտել է նոր նյութեր մարտկոցների վերամշակումից հետո աղտոտվածության խնդիրները լուծելու համար:
Վերջերս Լոուրենս Բերքլիի ազգային լաբորատորիան (LBNL) Միացյալ Նահանգներում հայտարարեց, որ իրենք գտել են նոր նյութ, որը կարող է վերամշակել թափոնների լիթիում-իոնային մարտկոցները միայն ջրով:
Լոուրենս Բերքլիի ազգային լաբորատորիան հիմնադրվել է 1931 թվականին և ղեկավարվում է Կալիֆորնիայի համալսարանի կողմից՝ ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարության գիտական գրասենյակի համար:Այն արժանացել է 16 Նոբելյան մրցանակների։
Լոուրենս Բերքլիի ազգային լաբորատորիայի կողմից հայտնագործված նոր նյութը կոչվում է Quick-Release Binder:Այս նյութից պատրաստված լիթիում-իոնային մարտկոցները կարող են հեշտությամբ վերամշակվել, էկոլոգիապես մաքուր և ոչ թունավոր:Նրանք միայն պետք է ապամոնտաժել և դնել ալկալային ջրի մեջ և նրբորեն թափահարել՝ առանձնացնել պահանջվող տարրերը:Այնուհետև մետաղները զտվում են ջրից և չորանում։
Համեմատած ներկայիս լիթիում-իոնային վերամշակման հետ, որը ներառում է մարտկոցների մանրացում և մանրացում, որին հաջորդում է այրումը մետաղի և տարրերի տարանջատման համար, այն ունի լուրջ թունավորություն և վատ բնապահպանական կատարում:Նոր նյութը նման է գիշերվա ու ցերեկվա համեմատ։
2022 թվականի սեպտեմբերի վերջին այս տեխնոլոգիան ընտրվել է որպես 100 հեղափոխական տեխնոլոգիաներից մեկը, որը մշակվել է աշխարհում 2022 թվականին R&D 100 Awards-ի կողմից:
Ինչպես գիտենք, լիթիում-իոնային մարտկոցները բաղկացած են դրական և բացասական էլեկտրոդներից, բաժանարարից, էլեկտրոլիտից և կառուցվածքային նյութերից, բայց թե ինչպես են այդ բաղադրիչները համակցված լիթիում-իոնային մարտկոցներում, լավ հայտնի չէ:
Լիթիում-իոնային մարտկոցներում մարտկոցի կառուցվածքը պահպանող կարևոր նյութը սոսինձն է:
Լոուրենս Բերքլիի ազգային լաբորատորիայի հետազոտողների կողմից հայտնաբերված արագ արձակման նոր կապակցիչը պատրաստված է պոլիակրիլաթթվից (PAA) և պոլիէթիլենային իմինից (PEI), որոնք կապված են PEI-ի դրական լիցքավորված ազոտի ատոմների և PAA-ում բացասական լիցքավորված թթվածնի ատոմների միջև կապերով:
Երբ Quick-Release Binder-ը տեղադրվում է նատրիումի հիդրօքսիդ (Na+OH-) պարունակող ալկալային ջրի մեջ, նատրիումի իոնները անսպասելիորեն մտնում են կպչուն տեղ՝ բաժանելով երկու պոլիմերները:Տարանջատված պոլիմերները լուծվում են հեղուկի մեջ՝ ազատելով էլեկտրոդի ներկառուցված ցանկացած բաղադրիչ:
Արժեքի առումով, երբ օգտագործվում է լիթիումի մարտկոցի դրական և բացասական էլեկտրոդների արտադրության համար, այս սոսինձի գինը կազմում է ամենատարածված երկուսի մոտ մեկ տասներորդը:
Հրապարակման ժամանակը՝ ապրիլի 25-2023