Proizvodnja grafena kroz proces reciklaže iskorišćenih baterija uvećava autonomiju za 300%
Anode, kao sastavni deo litijum jonskih baterija mogu postati izvor za važnu sirovinu neophodnu u proizvodnji grafena, o kome možete saznati puno čitanjem ovog članka, a koji bi potom mogao da se koristi u proizvodnji baterija za elektromobile, uvećavajući pritom njihovu autonomiju za tri puta.
Istraživački tim Univerziteta Virdžinija je osmislio proces za konverziju anoda iz litiujm jonskih baterija u grafen i grafen oksid, koji bi potom mogao ponovo da bude korišćen za druge namene. Jedna od primena bi mogla da bude korišćenje istog kao komponente elektroda baterijskih jedinica, što bi donelo trostruku autonomiju e-mobilima. Primena ovog procesa u industrijskim uslovima, takođe bi omogućila upotrebu još jednog, veoma snažnog argumenta u prilog recikliranja iskorišćenih baterija.
U sklopu širenja tržišta litijum-jonskih baterija, svake godine se povećava broj nerecikliranih, iskorišćenih baterija, koje završavaju na otpadima, širom sveta. Ova praksa donosi veliki gubitak, odnosno predstavlja rasipništvo, pored toga što doprinosi opasnoj kontaminaciji zemljišta zbog prisustva otrovnih hemijskih komponenti, kao i nerazgradivih materijala.
Trenutno se samo oko 1% litijum-jonskih baterija reciklira na kraju njihovog životnog veka u električnim vozilima, pa je utoliko hitnost potrebe uvođenja efektivne reciklaže, intenzivnija.
Grafen je kompozitni materijal, čist ugljenik otporniji od čelika, sa gustinom nalik ugljeničnim vlaknima, uz pet puta manju specifičnu težinu u odnosu na aluminijum. Jedna od glavnih karakteristika ovog materijala je toplotna i elektro provodljivost, koja ga čini veoma pogodnim za upotrebu u automobilskoj industriji.
Grafen takođe može biti korišćen za baterije visoke voltaže, povećanog kapaciteta na 650 Wh/kg. Povećanjem težine i obima, mogla bi se postići tri puta veća autonomija e-mobila. Ono što ograničava upotrebu ovog materijala odnosi se na to da se on dobija u laboratorijskim uslovima što ga čini veoma skupim u proizvodnji, a pored toga je i nestabilan.
Strategija koja bi mogla da istovremeno reši oba problema, kako onog vezanog za očuvanje prirode u pogledu reciklaže iskorišćenih baterija, tako i ekstrakcije grafita, jeste izvlačenje grafitnog praha direktno iz anoda baterija koje su na kraju svog životnog veka.
Ovaj proces prikazuje nepravilnu ekspanziju zbog interakcije litijum jona u ugljeniku sadržanom u anodi, tokom punjenja i pražnjenja baterija, što se može smatrati preoblikovanjem ugljenika, pošto on slabi Van der Walsove veze, koje predstaljaju sile kojima molekuli bivaju privučeni i odbijeni. Ove veze se razlikuju od molekularnih, koje omogućavaju fizičko i hemijsko odvajanje ugljeničnih slojeva koji su zapravo osnovna strukturalna komponenta grafita.
Grafen oksid, obezbeđen iz ugljenika anoda, demonstrira izuzetnu homogenost i vanserijske elektrohemijske mogućnosti. Proizvodnja grafena na opisani način mogla bi uvećati produktivnost za celih 83,7% u poređenju sa ostalim metodama.
AutoRepublika
(595)
