Les scientifiques ont développé de nouvelles technologies qui pourraient réduire le coût du recyclage des batteries au lithium fer phosphate de 80% à 90%

Plusbatteries à lithiumutilisez maintenant un métal rare et coûteux appelé cobalt dans le cadre de la cathode, mais l'extraction du matériau a un coût environnemental énorme, ont rapporté des médias étrangers.phosphate de lithium, et une nouvelle percée pourrait encore améliorer les propriétés écologiques du matériau de la cathode, qui peut être remis à son état d'origine une fois épuisé, en utilisant seulement une fraction de l'énergie utilisée dans les méthodes actuelles.

La recherche, menée par des nano-ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego, s'est concentrée sur le recyclagepiles cathodiquesEn abandonnant les métaux lourds comme le nickel et le cobalt, ces types de batteries peuvent aider à éviter la dégradation des paysages et des sources d'eau où ces matériaux sont extraits, ainsi que l'exposition des travailleurs à des conditions dangereuses.

La prise de conscience croissante des problèmes liés au cobalt a contribué à transformer l'industrie, beaucoup recherchant des conceptions de batterie alternatives, y compris de grandes entreprises comme IBM et Tesla, qui ont commencé à vendre le modèle 3 cette année avec des batteries au lithium fer phosphate. Ces batteries sont plus sûres, durent plus longtemps. et coûtent moins cher à produire, mais présentent l'inconvénient d'être coûteux à recycler une fois épuisés.

«Ce n’est pas rentable de les recycler», a déclaré Chen Zheng, professeur de nano-ingénierie à l’Université de Californie à San Diego. eux ne l’est pas. \"

La percée de la récupération se concentre sur plusieurs mécanismes derrière la dégradation du lithium fer phosLors de leur recyclage, ce processus entraîne des changements structurels, créant des trous dans la cathode lorsque les ions lithium sont perdus et les ions fer et lithium échangent des places dans la structure cristalline, ce qui emprisonne les ions lithium et les empêche de circuler dans la batterie.

L'équipe a pris le disponible dans le commercelithiumIls ont ensuite démonté les batteries et trempé la poudre résultante dans une solution de lithium et d'acide citrique, puis l'ont lavée, séchée et chauffée à environ 60 à 80 degrés Celsius. La poudre a ensuite été transformée en nouvelles cathodes et testée dans des piles bouton et pochette, et l'équipe a constaté que ses performances avaient été restaurées à leur état d'origine.

En effet, la technologie de recyclage non seulement reconstitue lelithium de la batteriestock d'ions, mais permet également aux ions lithium et fer de revenir à leur position d'origine dans la structure de la cathode, en raison de l'ajout d'acide citrique, qui fournit des électrons à l'ion fer, réduisant la charge positive qui repousserait normalement l'ion fer de se déplacer vers sa position d'origine. Le résultat de tout cela est que lelithiumles ions peuvent être libérés et recyclés dans la batterie.

Selon les recherches de l'équipe, sa technologie utilise 80 à 90% moins d'énergie et émet environ 75% moins de gaz à effet de serre que les méthodes actuelles de récupération.batteries lithium-ion phosphate. Bien qu’il s’agisse d’un bon début, l’équipe estime que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer l’empreinte environnementale globale de la collecte et du transport de grandes quantités de ces batteries.

«Le prochain défi est de déterminer comment optimiser ces processus», a déclaré M. Zheng. «Cela rapprochera le processus de recyclage de l'adoption par l'industrie.»

L'étude étaitpublié dans la revue Joule.