Які проблеми вирішує новий матеріал?
Дослідники з Массачусетського технологічного інституту розробили новий матеріал, що “самоорганізується”, для переробки акумуляторів електромобілів. Багато відпрацьованих акумуляторів електромобілів потрапляють на звалища, оскільки перероблення складне і дороге, а також часто вимагає використання агресивних хімікатів. Вчені створили ключовий компонент для акумулятора, який спочатку легко піддається переробці, пише interestingengineering.com.
Цей матеріал служить електролітом, який переносить іони літію між позитивно зарядженим катодом і негативно зарядженим анодом. Але він може швидко руйнуватися при зануренні в просту органічну рідину. Коли настає час утилізувати акумулятор, весь шар електроліту може природним чином “відвалитися”, і електроди переробляються окремо.
Як працює новий електролітний матеріал?
Натхненні сценою з “Гаррі Поттера”, де Дамблдор одним помахом руки прибирає кімнату, дослідники замислилися над питанням: чи можна застосувати подібні “чари” до переробки акумуляторів? Дізнавшись про молекули, здатні збиратися в складні структури і повертатися до своєї первісної форми, вони вирішили використати цю концепцію для створення перероблюваного матеріалу для батарей.
Стійкий електролітний матеріал складається з крихітних молекул — арамідних амфіфіл (АА), які можуть самоорганізовуватися у воді. Їх було розроблено для імітації міцної та стабільної хімічної структури кевлара — куленепробивного матеріалу. Крім того, до АА-молекул було додано поліетиленгліколь (ПЕГ), щоб вони могли проводити іони літію. Під час контакту з водою молекули спонтанно утворюють міцні нанострічки з іонпровідною поверхнею. Ці нанострічки потім можуть бути піддані гарячому пресуванню для отримання твердотільного матеріалу.
Які переваги нового підходу?
Коли акумулятор більше не використовується, його поміщають в органічні розчинники, щоб розчинити електроліт, що скріплює шари акумулятора, подібно до цукрової вати у воді. У міру розкладання електроліту весь акумулятор розбирається, що дає змогу легко сортувати і переробляти його окремі компоненти. Новий матеріал, розроблений вченими, виявився досить міцним і надійним, щоб витримати суворі умови роботи батарей.
Раніше ми писали про те, що знайдено 400 млн тонн речовини, яка замінить літій у батареях. Хоча марганець асоціюється зі сталеливарним виробництвом, літій-марганцевий оксид і нікель-марганцево-кобальтова хімія стали вельми цікавими для акумуляторних технологій.
Цей матеріал має виключно загальноосвітній характер і не є медичною консультацією. Інформація призначена для ознайомлення з можливими симптомами, причинами та методами виявлення захворювань, але не повинна використовуватись для самодіагностики або самолікування. У разі проблем зі здоров’ям людині треба бов’язково зверніться до кваліфікованого лікаря.
