Mae'r erthygl hon wedi'i hadolygu yn unol â gweithdrefnau a pholisïau golygyddol Science X. Mae'r golygyddion wedi pwysleisio'r rhinweddau canlynol wrth sicrhau uniondeb y cynnwys:
Mae batris lithiwm-ion gwastraff o ffonau symudol, gliniaduron a nifer gynyddol o gerbydau trydan yn cronni, ond mae opsiynau ailgylchu yn dal i fod yn gyfyngedig i losgi neu doddi'r batris sydd wedi methu yn gemegol. Gall dulliau cyfredol greu problemau amgylcheddol ac maent yn anodd eu cynhyrchu'n economaidd ar raddfa ddiwydiannol.
Mae prosesau traddodiadol yn ailgylchu rhai deunyddiau batri ac yn dibynnu ar alcalïau costig, asidau anorganig a chemegau peryglus a all gyflwyno amhureddau. Mae echdynnu metelau hanfodol hefyd yn gofyn am wahanu a gwaddodiad cymhleth. Fodd bynnag, gall ailgylchu metelau fel cobalt a lithiwm leihau llygredd, dibyniaeth ar ffynonellau tramor a rhwystro cadwyni cyflenwi.
Mae ymchwilwyr yn Labordy Cenedlaethol Oak Ridge Adran Ynni'r Unol Daleithiau wedi perffeithio dull o doddi batris mewn toddiant hylifol i leihau faint o gemegau peryglus a ddefnyddir yn y broses. Cyhoeddwyd eu hymchwil yn y cyfnodolyn Energy Storage Materials.
Mae'r ateb syml, effeithiol a chyfeillgar i'r amgylchedd a ddatblygwyd gan ymchwilwyr ORNL yn goresgyn rhwystrau mawr a wynebwyd gyda dulliau blaenorol.
Mae batris a ddefnyddiwyd yn cael eu socian mewn toddiant o asid citrig organig (a geir yn naturiol mewn ffrwythau sitrws) wedi'i doddi mewn ethylene glycol, gwrthrewydd a ddefnyddir yn gyffredin mewn cynhyrchion defnyddwyr fel paent a cholur. Daw asid citrig o ffynonellau cynaliadwy ac mae'n fwy diogel i'w drin nag asidau anorganig. Mae'r toddiant ecogyfeillgar hwn yn darparu proses hynod effeithlon ar gyfer gwahanu ac ailgylchu metelau yn electrod gwefr bositif y batri, o'r enw'r catod.
“Gan fod y catod yn cynnwys deunyddiau hanfodol, dyma’r rhan ddrytaf o unrhyw fatri, gan gyfrif am fwy na 30 y cant o’i gost,” meddai Yaokai Bai, aelod o grŵp ymchwil batris ORNL. “Gallai ein dull ni leihau costau batris dros amser.” Cynhaliwyd yr astudiaeth yng nghyfleuster gweithgynhyrchu batris Labordy Cenedlaethol Oak Ridge, y cyfleuster ymchwil a datblygu batris awyr agored mwyaf yn yr Unol Daleithiau.
Mae'r dechnoleg brosesu a ddatblygwyd yno yn caniatáu i bron i 100% o gobalt a lithiwm gael eu gollwng o'r catod heb gyflwyno amhureddau i'r system. Mae hefyd yn gallu gwahanu toddiannau metel yn effeithiol oddi wrth weddillion eraill. Yn bwysicaf oll, ei swyddogaeth eilaidd yw adfer dros 96% o gobalt o fewn ychydig oriau heb ychwanegu cemegau ychwanegol, sy'n aml yn broses gymhleth â llaw ar gyfer cydbwyso lefelau asid.
“Dyma’r tro cyntaf i un system ddatrysiadau gwmpasu swyddogaethau trwytholchi a phrosesu,” meddai’r prif ymchwilydd Lu Yu. “Roedd yn ddiddorol canfod bod y cobalt wedi gwaddodi a setlo heb unrhyw aflonyddwch pellach. Doedden ni ddim yn disgwyl hyn.”
Mae dileu'r angen am gemegau ychwanegol yn lleihau costau ac yn osgoi cynhyrchu sgil-gynhyrchion neu wastraff eilaidd. “Rydym yn gyffrous y gall y broses ailgylchu hon a ddatblygwyd gan ein gwyddonwyr baratoi'r ffordd ar gyfer ailgylchu deunyddiau batri hanfodol yn ehangach,” meddai Ilyas Belharouaq, ymchwilydd corfforaethol a chyfarwyddwr yr Adran Drydaneiddio yn Labordy Cenedlaethol Oak Ridge.
Dywedodd Bai fod priodweddau trwytholchi asid citrig ac ethylene glycol wedi'u hastudio o'r blaen, ond bod y dull hwn yn defnyddio mwy o asid a thymheredd is ac yn llai effeithiol.
“Roedden ni wedi synnu pa mor gyflym y daeth allan o’r toddiant,” meddai Bai. “Gyda asidau organig mae fel arfer yn cymryd 10 i 12 awr, ond dim ond awr a gymerodd yr un hon.” Mae toddiannau traddodiadol sy’n defnyddio asidau anorganig hefyd yn arafach oherwydd eu bod yn cynnwys dŵr, y mae ei bwynt berwi yn cyfyngu ar dymheredd yr adwaith.
Gwybodaeth bellach: Lu Yu et al., Gwahanu a chyd-ddyfodiad effeithlon ar gyfer ailgylchu cathod symlach, Deunyddiau Storio Ynni (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Os byddwch chi'n dod ar draws camgymeriad teipio, anghywirdeb, neu os hoffech chi gyflwyno cais i olygu cynnwys ar y dudalen hon, defnyddiwch y ffurflen hon. Ar gyfer cwestiynau cyffredinol, defnyddiwch ein ffurflen gyswllt. Am adborth cyffredinol, defnyddiwch yr adran sylwadau cyhoeddus isod (dilynwch y canllawiau).
Mae eich adborth yn bwysig iawn i ni. Fodd bynnag, oherwydd y nifer fawr o negeseuon, ni allwn warantu ymateb personol.
Dim ond i ddweud wrth y derbynwyr pwy anfonodd yr e-bost y defnyddir eich cyfeiriad e-bost. Ni fydd eich cyfeiriad na chyfeiriad y derbynnydd yn cael eu defnyddio at unrhyw ddiben arall. Bydd y wybodaeth a nodwch yn ymddangos yn eich e-bost ac ni fydd yn cael ei storio gan Tech Xplore mewn unrhyw ffurf.
Mae'r wefan hon yn defnyddio cwcis i hwyluso llywio, dadansoddi eich defnydd o'n gwasanaethau, casglu data personoli hysbysebu, a darparu cynnwys gan drydydd partïon. Drwy ddefnyddio ein gwefan, rydych yn cydnabod eich bod wedi darllen a deall ein Polisi Preifatrwydd a'n Telerau Defnyddio.