Forscher der Cornell University haben kürzlich eine Studie durchgeführt, die zur neuesten einer Reihe von Batterieinnovationen führen könnte, die die Welt verändern könnten. Wie der Cornell Chronicle berichtet, hat das Team um Dr. Vibha Kalra eine elektrochemische Lösung entwickelt, die durch die Regeneration ihrer Elektroden bis zu 95 % der Energie einer recycelten Batterie wiederherstellen kann. Darüber hinaus könnte das Baden den allgemeinen Zustand der Batterie verbessern und dazu führen, dass die Batterie bei Wiederverwendung länger hält.
Dies ist ein großer Fortschritt, da der Batteriemarkt weiter wächst. Benchmark Mineral Intelligence berichtet, dass die weltweite Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien im Jahr 2025 aufgrund des Wachstums im Elektrofahrzeugmarkt und in anderen Sektoren um 29 % steigen wird. Doch selbst wenn die Nachfrage steigt, gehen die vorhandenen Batterien zu schnell verloren. Seien wir ehrlich: Wir alle machen Fehler, die die Lithiumbatterien in unseren Geräten zerstören.
Die Vereinigten Staaten erzeugen allein durch die Entsorgung von Batterien jedes Jahr etwa 180.000 Tonnen gefährlichen Abfall (über EARC Inc.), was auch eine enorme finanzielle Belastung für Recyclingunternehmen darstellt. Das in Cornell entwickelte elektrochemische Bad könnte eine effiziente Recyclingmethode darstellen, die die Recyclingkosten um 56 Prozent senken und insgesamt die Umweltbelastung verringern könnte.
Wie dieses elektrochemische Bad tatsächlich funktioniert
Kalras Team veröffentlichte seine Forschungsarbeit in der Fachzeitschrift Energy & Environmental Science, in der die Funktionsweise des elektrochemischen Bades ausführlich erläutert wird. Bei einem Prozess namens direkte Elektrode-zu-Elektrode-Regeneration (DEER) werden die Elektroden einer gebrauchten Batterie entfernt und in ein Bad gelegt, das eine Lösung des chemischen Lösungsmittels 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon (DMI) enthält. Die DMI-Lösung löst die Festelektrolyt-Interphase auf, eine isolierende Schicht, die sich während der Ladezyklen der Batterie aufbaut und deren Energiekapazität verringert.
Kalra fasst DEER zusammen, indem er erklärt: „Wir reparieren (die Elektroden) so wie sie sind, ohne sie zu zerkleinern oder zu pulverisieren, und setzen sie dann wieder in eine neue Batterie ein. » Selbstverständlich ist dies nichts, was Sie zu Hause für Ihre eigenen gebrauchten Batterien tun werden. Es ist auch nicht etwas, das für eine breite industrielle Nutzung bereit ist. DEER wurde noch nicht an Industriebatterien demonstriert, und es wurde nicht getestet, um Batterien nach anderen Formen der Verschlechterung wie Lithiumverlust wiederherzustellen.
Bis Wissenschaftler bestehende Lithium-Ionen-Batterien mit diesen Bädern zuverlässig und konsistent wiederherstellen können, müssen Hersteller möglicherweise neue Wege zur Herstellung von Lithium in Batteriequalität einschlagen, um die Nachfrage zu decken. Aber wie Kalra betont: „Die Leute erkennen, dass wir nicht weiter Batterien herstellen können, weil wir nicht genug Materialien haben.“ Die Erforschung der Wiederherstellung der Batteriegesundheit wird mit der Zeit sicherlich immer wichtiger.