Восстановление литий-железо-фосфатных батарей

05.11.2020

Большинство современных литиевых батарей используют кобальт в качестве катодного компонента. Этот металл достаточно дорогой и редкий, а его добыча наносит немалый вред окружающей среде. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы, в которых используется LiFePO4 в качестве катода, являются более экологичными. Ученые из Калифорнийского университета разработали метод, который позволяет заменить дорогую утилизацию таких батарей дешевым восстановлением.

Добыча кобальта приводит к деградации ландшафтов и водных ресурсов. Поэтому многие компании (IBM и Tesla) и ученые ищут альтернативные компоненты для батарей.

Например, в этом году Tesla начнет продажу автомобиля Model 3 с литий-железо-фосфатной батареей. Такие аккумуляторы безопаснее, имеют более долгий срок службы и дешевле в производстве. И все-таки у этих батарей есть серьезный недостаток: их дорого утилизировать. Поэтому инженеры из Калифорнийского университета сосредоточились на поиске методов утилизации и восстановления таких батарей.

Во время жизненного цикла батареи ее катод подвергается деградации. Причиной этому является потеря лития и изменение положения ионов железа в кристаллической структуре материала. Ученые смогли пополнить запасы ионов и вернуть их на свои места с помощью солей лития и лимонной кислоты.

Команда исследователей купила простые литий-железо-фосфатные батареи и истощила их до половины. Затем разобрали их и вымочили порошок катодного компонента в растворе с солями лития и лимонной кислотой, высушили и нагрели до температуры около 60-80 °C. Из полученного порошка сделали в новые катоды для батарей. Ученые обнаружили, что производительность была восстановлена до первоначального состояния.

Такой метод позволил ионам лития и железа вернуться на первоначальные места в структуре катода. Это произошло благодаря добавлению лимонной кислоты, которая "питает" ионы железа электронами и уменьшает положительный заряд, который отталкивает электроны.

Этот способ переработки требует на 80-90% меньше энергии, чем современные методы утилизации литий-железно-фосфатных батарей, и выделяет примерно на 75% меньше парниковых газов. Хотя это отличное начало, команда отмечает, что необходимы дальнейшие исследования.

<< Назад: Бытовая химия и кишечник 05.11.2020

>> Вперед: Медицинские маски с нанослоем меди 04.11.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Самолет меняет вкус привычных продуктов 27.09.2026

Одна и та же еда может восприниматься совершенно по-разному на земле и на борту пассажирского самолета. На первый взгляд причина может показаться очевидной: качество продуктов или особенности приготовления. Однако специалисты утверждают, что значительную роль играют непосредственно условия полета. Шум двигателей, давление в герметичном салоне и даже звуковой фон способны изменять работу механизмов, отвечающих за восприятие вкуса и аромата пищи. Одним из наиболее интересных факторов оказался постоянный шум. Профессор Оксфордского университета Чарльз Спенс исследовал влияние громких звуков на вкусовые ощущения и обнаружил, что в шумной обстановке человек может слабее воспринимать сладость. Поэтому напиток или десерт, которые на земле кажутся достаточно насыщенными, во время полета способны восприниматься более пресными. При этом эффект не одинаков для всех вкусов. Особенно любопытно ведет себя умами - вкус, характерный, например, для помидоров, грибов и пармезана. В условиях полета ...>>

Новая нержавеющая сталь заменит титан в производстве водорода 27.09.2026

Производство водорода с помощью электролиза требует материалов, способных длительное время работать в агрессивной химической среде и при высоких электрических напряжениях. Даже нержавеющая сталь, которая обычно отличается высокой устойчивостью к коррозии, в таких условиях постепенно разрушается. Поэтому в наиболее ответственных элементах электролизеров приходится использовать гораздо более дорогие материалы, прежде всего титан. Исследователи из Университета Гонконга предложили новый сплав, который потенциально способен значительно сократить зависимость от титана. Материал получил название SS-H2, а его главное преимущество заключается в необычном механизме защиты поверхности. Обычная нержавеющая сталь сохраняет устойчивость благодаря тонкой пассивирующей пленке на основе оксида хрома. Этот слой изолирует металл от агрессивной среды и препятствует дальнейшему развитию коррозии. Однако при достаточно высоком электрическом напряжении защитная пленка может разрушаться, после чего традици ...>>

Кораллы, устойчивые к потеплению, хуже справляются с болезнями 26.09.2026

Коралловые рифы существуют в условиях постоянного взаимодействия множества факторов окружающей среды, поэтому способность переживать один вид стресса еще не гарантирует общей устойчивости организма. Особенно важной эта проблема становится на фоне потепления океана, которое уже приводит к массовому обесцвечиванию кораллов. Исследователи Бостонского университета обнаружили, что симбиоз с теплостойкими водорослями рода Durusdinium действительно помогает кораллам переносить кратковременное повышение температуры, но одновременно может повышать их уязвимость к бактериальным инфекциям. Жизнь кораллов во многом зависит от микроскопических водорослей, которые обитают внутри их тканей. Благодаря фотосинтезу эти симбионты обеспечивают организм-хозяин значительной частью питательных веществ. Однако при чрезмерном нагревании воды нормальное взаимодействие нарушается: водоросли могут покидать ткани коралла, из-за чего он теряет окраску и белеет. Массовое обесцвечивание сегодня считается одной из ...>>

Дроны над стройплощадкой, роботы под ней 26.09.2026

Строительная отрасль постепенно осваивает робототехнику, искусственный интеллект и автономные системы, однако большинство подобных технологий пока выполняет отдельные операции, оставаясь под контролем человека. Европейские специалисты намерены сделать следующий шаг и создать целую автономную строительную систему, в которой наземные роботы и дроны будут самостоятельно координировать свои действия. Проект ориентирован прежде всего на возведение деревянных модульных конструкций и предполагает необычный принцип монтажа - фактически строительство сверху вниз. Британская архитектурная студия Foster + Partners вместе с семью европейскими университетами получила 4 млн фунтов на трехлетнюю разработку такой системы. Финансирование выделено в рамках программы Pathfinder Европейского инновационного совета. Партнерами проекта стали Университет Бристоля, Университет Южной Дании, Мюнхенский технический университет, Университет Пизы, Делфтский технический университет, Бирмингемский университет и Мю ...>>

Аммиак животноводческих помещений - ресурс для сельского хозяйства 25.09.2026

Животноводство сталкивается сразу с несколькими связанными проблемами: выбросами аммиака, необходимостью контролировать воздействие ферм на окружающую среду и высокой потребностью растениеводства в азотных удобрениях. Бельгийская инженерная разработка Circlair предлагает объединить решение этих задач в одной системе. Технология позволяет улавливать аммиак из воздуха животноводческих помещений, перерабатывать его в соединение азота, пригодное для внесения в почву, и тем самым возвращать часть потерянного ресурса обратно в сельскохозяйственный цикл. Основой процесса становится аммиак, выделяющийся в помещениях, где содержится скот. Вместо того чтобы позволять ему поступать непосредственно в атмосферу, система Circlair улавливает это соединение и подвергает его химической обработке. В результате образуется нитрат аммония - азотное соединение, которое используется в растениеводстве в качестве удобрения. Таким образом, вещество, которое первоначально рассматривается как нежелательный выб ...>>

Случайная новость из Архива Единая классификация нейронов 03.09.2020 Международная группа ученых под руководством специалистов из Колумбийского университета (США) предложила классифицировать нейроны коры головного мозга. В человеческом мозге около 100 миллиардов нейронов, связанных между собой сложным образом. Чтобы расшифровать, как работает мозг, и понять, что в его работе может пойти не так при многих заболеваниях, важно выяснить, сколько классов нейронов в нем на самом деле и как они связаны друг с другом. Вопрос о том, как классифицировать нейроны, широко обсуждается с момента зарождения современной нейробиологии. По словам Юсте, многие попытки описать их анатомические, физиологические и молекулярные особенности оказались безуспешными из-за клеточного разнообразия нервных клеток. Однако за последние два десятилетия в рамках проекта "Геном человека" было разработано множество молекулярных методов, которые позволяют идентифицировать и фенотипировать клетки в большом количестве. Так, несколько групп ученых начали собирать данные для классификации типов клеток в коре головного мозга. В данном исследовании команда из 74 ученых предложила использовать секвенирование одноклеточной РНК в качестве основы для единой классификации корковых нейронов. Это предложение получило название "Копенгагенская классификация".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026