Исследователи из Корнеллского университета представили перспективную технологию переработки литий-ионных аккумуляторов, которая позволяет восстанавливать их работоспособность без трудоемкого процесса разборки и плавки материалов. Разработка, получившая название DEER (Direct Electrode-to-Electrode Regeneration, или «прямая регенерация электродов»), предлагает эффективный способ возвращения «мертвых» батарей в строй.
Традиционно отработавшие свой срок аккумуляторы либо подвергают воздействию экстремальных температур, либо перемалывают в так называемую «черную массу» для последующего химического извлечения ценных металлов. Оба этих метода характеризуются огромными затратами энергии и воды, а также использованием агрессивных реагентов. Новый подход ученых из Корнелла позволяет избежать разрушения структуры ключевых компонентов батареи.
Исследователи отмечают, что основная причина деградации большинства накопителей энергии кроется не в разрушении электродов, а в образовании плотного слоя побочных химических продуктов на их поверхности. Этот налет препятствует свободной миграции ионов лития, что приводит к падению емкости, хотя физическая структура катода и анода зачастую остается практически неповрежденной.
Суть технологии DEER заключается в извлечении электродов из старого аккумулятора и их последующей обработке в специальном растворе на основе вещества DMI (1,3-диметил-2-имидазолидинон). Этот раствор эффективно удаляет накопившиеся вредные отложения, не повреждая структуру материала. После процедуры очистки восстановленные элементы готовы к повторной установке в новые аккумуляторы.
Лабораторные тесты показали впечатляющие результаты: ученым удалось вернуть до 95% от первоначальной емкости батарей. Экономические расчеты подтверждают целесообразность метода: стоимость производства восстановленных аккумуляторов с помощью DEER может быть на 56% ниже, чем при использовании классических схем переработки. Кроме того, технология значительно снижает углеродный след и потребление ресурсов.
На текущий момент методика успешно испытана на аккумуляторах, сохранивших 70–80% своей изначальной емкости — именно такие батареи чаще всего отправляются на утилизацию после вывода из эксплуатации в электромобилях. В планах разработчиков — масштабирование процесса до промышленных объемов и поиск решений для борьбы с более глубокими стадиями деградации элементов питания.
