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:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива 60 и 75-вольтовые MOSFET-транзисторы для цепей синхронного выпрямления 23.08.2006 Компания International Rectifier, мировой лидер в области силовой электроники, анонсировала новые 60 и 75-вольтовые MOSFET транзисторы, которые оптимизированы для применения в цепях синхронного выпрямления в импульсных источниках питания. Также эти приборы можно использовать в качестве ключевых элементов в низковольтных приводах. Новые MOSFET транзисторы IRFB/ S/SL3206, 3306, 3207Z и 3307Z позволяют улучшить технические характеристики синхронного выпрямителя и всего источника питания в целом, благодаря уменьшенному сопротивлению открытого канала (RDS on). Максимальное RDS on для серии новых 75-вольтовых приборов - от 4,1 мОм до 5,8 мОм, а для серии 60 вольтовых - от 3 мОм до 4,2 мОм. Новые транзисторы доступны в корпусах ТО 220, D2Pak и ТО 262.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025