Chaidh an t-artaigil seo ath-sgrùdadh a rèir modhan-obrach is phoileasaidhean deasachaidh Science X. Tha na luchd-deasachaidh air cuideam a chur air na feartan a leanas agus iad a’ dèanamh cinnteach à ionracas an t-susbaint:
Tha bataraidhean lithium-ion sgudail bho fhònaichean-làimhe, coimpiutairean-uchd agus àireamh a tha a’ sìor fhàs de charbadan dealain a’ cruinneachadh, ach tha roghainnean ath-chuairteachaidh fhathast gu ìre mhòr cuingealaichte ri losgadh no sgaoileadh ceimigeach nam bataraidhean a tha a’ fàiligeadh. Faodaidh na dòighean làithreach duilgheadasan àrainneachdail adhbhrachadh agus tha iad duilich an dèanamh gu h-eaconamach air sgèile gnìomhachais.
Bidh pròiseasan traidiseanta ag ath-chuairteachadh cuid de stuthan bataraidh agus bidh iad an urra ri alcalan loisgeach, searbhagan neo-organach agus ceimigean cunnartach a dh’ fhaodadh neo-chunbhalachdan a thoirt a-steach. Feumaidh toirt a-mach meatailtean deatamach dealachadh agus sileadh iom-fhillte cuideachd. Ach, faodaidh ath-chuairteachadh meatailtean leithid cobalt agus lithium truailleadh, eisimeileachd air stòran cèin agus bacadh a chur air slabhraidhean solair a lùghdachadh.
Tha luchd-rannsachaidh aig Obair-lann Nàiseanta Oak Ridge aig Roinn Cumhachd nan Stàitean Aonaichte air dòigh a leasachadh airson bataraidhean a sgaoileadh ann am fuasgladh leaghaidh gus an ìre de cheimigean cunnartach a thathas a’ cleachdadh sa phròiseas a lughdachadh. Chaidh an rannsachadh aca fhoillseachadh san iris Energy Storage Materials.
Tha am fuasgladh sìmplidh, èifeachdach agus càirdeil don àrainneachd a chaidh a leasachadh le luchd-rannsachaidh ORNL a’ faighinn thairis air prìomh chnapan-starra a chaidh a choinneachadh le dòighean roimhe.
Tha bataraidhean cleachdte air am bogadh ann am fuasgladh de dh’aigéad citreach organach (a lorgar gu nàdarrach ann am measan citreach) air a sgaoileadh ann an ethylene glycol, antifreeze a thathas a’ cleachdadh gu cumanta ann am bathar luchd-cleachdaidh leithid peant agus cungaidhean maise. Tha aigéad citreach a’ tighinn bho thùsan seasmhach agus tha e nas sàbhailte a làimhseachadh na aigéid neo-organach. Tha am fuasgladh seo a tha càirdeil don àrainneachd a’ toirt seachad pròiseas air leth èifeachdach airson meatailtean a sgaradh agus ath-chuairteachadh ann an electrod le cosgais dheimhinneach a’ bhataraidh, ris an canar an catod.
“Leis gu bheil stuthan deatamach anns a’ chatod, ’s e seo am pàirt as daoire de bhataraidh sam bith, a’ dèanamh suas còrr is 30 sa cheud den chosgais aige,” thuirt Yaokai Bai, ball de bhuidheann rannsachaidh bataraidh ORNL. “Dh’ fhaodadh an dòigh-obrach againn cosgaisean bataraidh a lughdachadh thar ùine.” Chaidh an sgrùdadh a dhèanamh aig goireas saothrachaidh bataraidhean Oak Ridge National Laboratory, an goireas rannsachaidh is leasachaidh bataraidh fosgailte as motha anns na Stàitean Aonaichte.
Tha an teicneòlas giullachd a chaidh a leasachadh an sin a’ leigeil le faisg air 100% de chobalt agus lithium a bhith air an leigeil a-mach às a’ chatod gun neo-chunbhalachdan a thoirt a-steach don t-siostam. Tha e cuideachd comasach air fuasglaidhean meatailt a sgaradh gu h-èifeachdach bho fhuigheallan eile. Is e an rud as fheàrr mu dheidhinn, is e an dàrna gnìomh aige còrr air 96% de chobalt fhaighinn air ais taobh a-staigh beagan uairean a thìde gun cheimigean a bharrachd a chur ris, rud a tha gu tric na phròiseas làimhe iom-fhillte airson ìrean searbhag a chothromachadh.
“’S e seo a’ chiad uair a tha aon shiostam fuasglaidh a’ còmhdach gnìomhan sileadh is giollachd,” thuirt am prìomh neach-rannsachaidh Lu Yu. “Bha e inntinneach faighinn a-mach gun do thuit an cobalt agus gun do shocraich e gun tuilleadh dragh. Cha robh dùil againn ris an seo.”
Le bhith a’ cur às don fheum air ceimigean a bharrachd, lughdaichidh sin cosgaisean agus seachnaidh sinn gineadh fo-thoraidhean no sgudal àrd-sgoile. “Tha sinn air bhioran gum faod am pròiseas ath-chuairteachaidh seo a chaidh a leasachadh leis na luchd-saidheans againn an t-slighe a rèiteachadh airson ath-chuairteachadh nas fharsainge de stuthan bataraidh deatamach," thuirt Ilyas Belharouaq, neach-rannsachaidh corporra agus stiùiriche Roinn Dealain aig Oak Ridge National Laboratory.
Thuirt Bai gun deach feartan sileadh searbhag citreach agus ethylene glycol a sgrùdadh roimhe, ach gun robh an dòigh seo a’ cleachdadh barrachd searbhag agus teòthachd nas ìsle agus nach robh e cho èifeachdach.
“Bha sinn air leth toilichte leis cho luath ’s a thàinig e a-mach às an fhuasgladh," thuirt Bai. “Le searbhagan organach mar as trice bheir e 10 gu 12 uairean, ach cha do ghabh an tè seo ach uair a thìde.” Tha fuasglaidhean traidiseanta a’ cleachdadh searbhagan neo-organach nas slaodaiche cuideachd leis gu bheil uisge annta, agus tha a phuing goil a’ cuingealachadh teòthachd an ath-bhualaidh.
Tuilleadh fiosrachaidh: Lu Yu et al., Dealachadh èifeachdach agus co-shìoladh airson ath-chuairteachadh catod sìmplidh, Stuthan Stòraidh Lùtha (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Ma thachras tu air mearachd clò-sgrìobhaidh, neo-chruinneas, no ma tha thu airson iarrtas a chuir a-steach gus susbaint air an duilleag seo a dheasachadh, cleachd am foirm seo. Airson ceistean coitcheann, cleachd am foirm conaltraidh againn. Airson fios-air-ais coitcheann, cleachd an earrann bheachdan poblach gu h-ìosal (lean an stiùireadh).
Tha do bheachdan glè chudromach dhuinn. Ach, air sgàth na tha de theachdaireachdan againn, chan urrainn dhuinn freagairt phearsantaichte a ghealltainn.
Cha tèid do sheòladh puist-d a chleachdadh ach airson innse do luchd-faighinn cò a chuir am post-d. Cha tèid do sheòladh fhèin no seòladh an neach a gheibh e a chleachdadh airson adhbhar sam bith eile. Nochdaidh am fiosrachadh a chuireas tu a-steach sa phost-d agad agus cha tèid a stòradh le Tech Xplore ann an cruth sam bith.
Bidh an làrach-lìn seo a’ cleachdadh briosgaidean gus seòladh a dhèanamh nas fhasa, gus sgrùdadh a dhèanamh air mar a chleachdas tu na seirbheisean againn, gus dàta pearsanachaidh sanasachd a chruinneachadh, agus gus susbaint a thoirt seachad bho threas phàrtaidhean. Le bhith a’ cleachdadh an làrach-lìn againn, tha thu ag aideachadh gun do leugh thu agus gun tuig thu ar Poileasaidh Prìobhaideachd agus ar Cumhachan Cleachdaidh.