ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

استفاده از نانومهندسی برای بازیافت کاتد باتری یون لیتیم

محققان با استفاده از نانومهندسی موفق به بازیافت کاتد به کار رفته در باتری‌های یون لیتیم شدند. با این کار می‌توان کاتد کارکرده را در باتری جدید دوباره به کار گرفت.

محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق به ارائه‌ی فرآیندی شدند که با استفاده از آن می‌توان کاتدهای کارکرده را در باتری‌های یون لیتیم، تازه کرد. با این کار امکان استفاده‌ی مجدد از باتری فراهم می‌شود. پژوهشگران این پروژه با استفاده از نانومهندسی این کاتدها را به‌گونه‌ای ارتقاء می‌دهند که عملکرد آن‌ها بهبود می‌یابد.
در توضیح این فناوری محققان گفته‌اند که در این روش ذرات کاتد کارکرده از باتری کهنه بیرون آمده و بعد از پردازش، دوباره در باتری جدید به کار گرفته می‌شود و عملکردی نظیر یک کاتد نو دارد.
ژنگ چن، استاد رشته‌ی نانومهندسی دانشگاه کالیفرنیا و رهبر این تیم تحقیقاتی، می‌گوید: «این فناوری می‌تواند توسط شرکت‌های تولیدکننده‌ی باتری استفاده شود تا با بازیافت ترکیبات مورد استفاده در باتری، از آن‌ها مجدداً استفاده کنند. با این کار می‌توان هدر رفت منابع را کاهش داد و در نتیجه آسیب به محیط زیست به حداقل برسد.»
تصور کنید میلیون‌ها تن باتری یون لیتیم که باید به دور ریخته ‌شود، بازیافت شده و مجددا استفاده شود. در این باتری‌ها از مواد ارزشمند نظیر کبالت و لیتیم استفاده می‌شود که بازیافت باتری منجر به صرفه‌جویی در مصرف این مواد خواهد شد.
قیمت کبالت، نیکل و لیتیم در بازار جهانی رو به افزایش است، در صورتی که شرکت‌های تولید کننده باتری بتوانند این ترکیبات را مجددا استفاده کنند، هزینه‌ی تولید باتری کاهش می‌یابد.
در این پروژه محققان بیشتر روی مواد کاتد باتری نظیر اکسید کبالت لیتیم متمرکز شده‌اند. این ترکیبات در باتری مورد استفاده در ادوات الکترونیکی نظیر لپتاپ و تلفن همراه به کار گرفته می‌شود. هر چند از این روش جدید می‌توان برای بهبود کاتدهایی از جنس نیکل، منگنز و کبالت نیز استفاده کرد. این نوع کاتد در ادوات الکترونیکی مصرفی نیز به وفور استفاده می‌شود.
بعد از زدایش ذرات کاتد از باتری کارکرده، این ذرات در معرض محلول قلیایی داغ حاوی نمک لیتیم قرار داده می‌شود که این کار منجر به تغییر ترکیبات کاتدی شده و آن را برای استفاده‌ی مجدد آماده می‌کند.
نتایج این پروژه در نشریه‌ی Green Chemistry به چاپ رسیده است.