Новая «вакцина» делает старые аккумуляторы и батареи лучше новых в несколько раз
Игла шприца, заполненного «волшебным» раствором, вошла в корпус старого аккумулятора. Уже через минуту «мертвый» элемент, рассчитанный на 1500 зарядок, вдруг показал… 11818 циклов без потери емкости. И это была вовсе не магия, это новая китайская технология, которая полностью перевернула все наши представления о регенерации батарей.
Если честно, то в мире аккумуляторов давно имеет место кризис. Каждый год человечество выбрасывает 500 000 тонн литий-ионных батарей. К 2030 году эта цифра достигнет 15 млн тонн. Однако проблема заключается не только в объемах.

Свалка использованных автомобильных аккумуляторов
А еще и в большой токсичности использованных энергетических элементов. При разложении батареи выделяют кобальт, никель и литий, отравляя почву и воду.
Кроме того, аккумуляторы являются источником высокой пожарной опасности. Очень часто короткое замыкание в старых элементах вызывает самовозгорание. Согласно статистике, в тех же США батареи — причина 65% пожаров на мусороперерабатывающих заводах.
Также старые батареи чрезвычайно сложно перерабатывать. Извлечение лития экономически невыгодно, так как требует высоких температур и большого количества кислот.
До недавнего времени единственным решением были десульфатационные зарядки (восстанавливают 15-20% емкости) или замена «банок» в батарейных блоках. Но совсем недавно ученые из Фуданьского университета (Шанхай) предложили неожиданную альтернативу — химическую «трансфузию».
Когда доктор Юэ Гао впервые предложил свою идею, многим она показалась самым настоящим безумием. Ну, посудите сами, ученый придумал вводить раствор напрямую в «больной» аккумулятор, вообще не разбирая его.
Итак, после четырех лет экспериментов исследовательская команда наконец-то нашла идеальный состав для своего «коктейля».
— Гао.

Фуданьский университет, где была придумана «вакцина» для старых батарей
Как это работает?
Сначала через микроскопические каналы в корпусе вводится раствор LiSO₂CF₃ (трифторметансульфинат лития). Затем при зарядке молекулы вещества распадаются, высвобождая ионы лития и восполняя их дефицит. После чего сульфатные «пробки» (основная причина потери емкости) растворяются, открывая доступ к электродам.
Честно говоря, результаты потрясают. Если до инъекции количество циклов составляло всего 1500-2000, то после ввода «препарата» число увеличилось до поразительных 11818!
Но и это еще не все. Если изначально в батареях потеря емкости была 20-30%, то после инъекции она резко снизилась до минимальных 4%.
При этом срок службы вырос колоссально, с 2,7 года до 18 лет. Таким образом, эксперименты показали, что восстановленные энергетические элементы превзошли новые по долговечности. И это самая настоящая революция в мире аккумуляторов!
Пока китайские ученые доводили технологию, японские инженеры Toyota Central R&D Labs испытали альтернативу — нафталинид лития. Технология из Страны восходящего солнца действует по похожему принципу. В основе лежит инъекция реагентом. Химическое вещество сначала регенерирует катод, восстанавливая его способность удерживать ионы лития. В итоге данная процедура возвращает примерно 80% исходной емкости. Что весьма важно, способ, придуманный в Японии, вполне успешно работает на автомобильных АКБ.

Принцип работы японской технологии восстановления «мертвых» энергетических элементов
Правда, есть один, но очень важный нюанс. Японский метод эффективен лишь 100 циклов, в то время как у китайцев прирост составляет целых 11 000!
— предупреждает Жаклин Эдж из Имперского колледжа в Лондоне.
Эксперты назвали два главных риска китайского революционного метода. Во-первых, это несовместимость. Реагент может вступить в реакцию с примесями в электролите.
Во-вторых, работу технологии могут блокировать структурные повреждения. Как выяснилось, инъекция совершенно не лечит механические дефекты пластин. Впрочем, этого никто и не обещал.
Китайская технология уже готовится к выходу на рынок. Расчеты показывают: массовое применение сократит отходы батарей на 70% и удешевит электромобили. Параллельно стартапы тестируют ИИ-диагностику для определения «клинической картины» старых АКБ — это решит проблему, озвученную Эдж.

Один из российских заводов по производству автомобильных АКБ
Но вопросы, разумеется, остаются, и их достаточно много.
1. Будет ли метод работать с батареями после 10 лет эксплуатации, где деградировала не только химия, но и структура?
2. Как масштабировать инъекции для промышленных АКБ размером с контейнер?
3. Как дешевое восстановление отразится на производстве лития? Не придется ли закрыть большинство заводов по обработке этого химического элемента? Как это вообще скажется на рынке аккумуляторов?
Несмотря на все предполагаемые сложности, большинство экспертов настроены весьма оптимистично. Они говорят, что трифторметансульфинат лития — это не панацея, а инструмент, который переворачивают всю экономику аккумуляторов. Если раньше «смерть» батареи означала дорогую переработку или свалку, то теперь ее можно вернуть в строй как минимум дважды. И это только начало глобальной химической революции в энергетике.
Выход из тупика
Если честно, то в мире аккумуляторов давно имеет место кризис. Каждый год человечество выбрасывает 500 000 тонн литий-ионных батарей. К 2030 году эта цифра достигнет 15 млн тонн. Однако проблема заключается не только в объемах.

Свалка использованных автомобильных аккумуляторов
А еще и в большой токсичности использованных энергетических элементов. При разложении батареи выделяют кобальт, никель и литий, отравляя почву и воду.
Кроме того, аккумуляторы являются источником высокой пожарной опасности. Очень часто короткое замыкание в старых элементах вызывает самовозгорание. Согласно статистике, в тех же США батареи — причина 65% пожаров на мусороперерабатывающих заводах.
Также старые батареи чрезвычайно сложно перерабатывать. Извлечение лития экономически невыгодно, так как требует высоких температур и большого количества кислот.
До недавнего времени единственным решением были десульфатационные зарядки (восстанавливают 15-20% емкости) или замена «банок» в батарейных блоках. Но совсем недавно ученые из Фуданьского университета (Шанхай) предложили неожиданную альтернативу — химическую «трансфузию».
Когда доктор Юэ Гао впервые предложил свою идею, многим она показалась самым настоящим безумием. Ну, посудите сами, ученый придумал вводить раствор напрямую в «больной» аккумулятор, вообще не разбирая его.
«Переливание крови»
Итак, после четырех лет экспериментов исследовательская команда наконец-то нашла идеальный состав для своего «коктейля».
Инъекцию с молекулами-носителями подбирали так, чтобы состав растворялся в электролите, участвовал в реакциях, не повреждая внутреннюю среду, и обладал высокой совместимостью с разными материалами. Идеальным кандидатом стал трифторметансульфинат лития
— Гао.

Фуданьский университет, где была придумана «вакцина» для старых батарей
Как это работает?
Сначала через микроскопические каналы в корпусе вводится раствор LiSO₂CF₃ (трифторметансульфинат лития). Затем при зарядке молекулы вещества распадаются, высвобождая ионы лития и восполняя их дефицит. После чего сульфатные «пробки» (основная причина потери емкости) растворяются, открывая доступ к электродам.
Честно говоря, результаты потрясают. Если до инъекции количество циклов составляло всего 1500-2000, то после ввода «препарата» число увеличилось до поразительных 11818!
Но и это еще не все. Если изначально в батареях потеря емкости была 20-30%, то после инъекции она резко снизилась до минимальных 4%.
При этом срок службы вырос колоссально, с 2,7 года до 18 лет. Таким образом, эксперименты показали, что восстановленные энергетические элементы превзошли новые по долговечности. И это самая настоящая революция в мире аккумуляторов!
Подходит не всем
Пока китайские ученые доводили технологию, японские инженеры Toyota Central R&D Labs испытали альтернативу — нафталинид лития. Технология из Страны восходящего солнца действует по похожему принципу. В основе лежит инъекция реагентом. Химическое вещество сначала регенерирует катод, восстанавливая его способность удерживать ионы лития. В итоге данная процедура возвращает примерно 80% исходной емкости. Что весьма важно, способ, придуманный в Японии, вполне успешно работает на автомобильных АКБ.

Принцип работы японской технологии восстановления «мертвых» энергетических элементов
Правда, есть один, но очень важный нюанс. Японский метод эффективен лишь 100 циклов, в то время как у китайцев прирост составляет целых 11 000!
Новая технология подходит далеко не ко всем подряд аккумуляторам. Ее можно применить лишь к батареям со специфической деградацией. Нужно точно знать «историю болезни» аккумулятора, иначе инъекция будет не только бесполезна, но даже и опасна
— предупреждает Жаклин Эдж из Имперского колледжа в Лондоне.
Эксперты назвали два главных риска китайского революционного метода. Во-первых, это несовместимость. Реагент может вступить в реакцию с примесями в электролите.
Во-вторых, работу технологии могут блокировать структурные повреждения. Как выяснилось, инъекция совершенно не лечит механические дефекты пластин. Впрочем, этого никто и не обещал.
Глобальная революция
Китайская технология уже готовится к выходу на рынок. Расчеты показывают: массовое применение сократит отходы батарей на 70% и удешевит электромобили. Параллельно стартапы тестируют ИИ-диагностику для определения «клинической картины» старых АКБ — это решит проблему, озвученную Эдж.

Один из российских заводов по производству автомобильных АКБ
Но вопросы, разумеется, остаются, и их достаточно много.
1. Будет ли метод работать с батареями после 10 лет эксплуатации, где деградировала не только химия, но и структура?
2. Как масштабировать инъекции для промышленных АКБ размером с контейнер?
3. Как дешевое восстановление отразится на производстве лития? Не придется ли закрыть большинство заводов по обработке этого химического элемента? Как это вообще скажется на рынке аккумуляторов?
Несмотря на все предполагаемые сложности, большинство экспертов настроены весьма оптимистично. Они говорят, что трифторметансульфинат лития — это не панацея, а инструмент, который переворачивают всю экономику аккумуляторов. Если раньше «смерть» батареи означала дорогую переработку или свалку, то теперь ее можно вернуть в строй как минимум дважды. И это только начало глобальной химической революции в энергетике.
- Дмитрий Алексеев
- battery-industry.ru, dzeninfra.ru, mds.yandex.net, telegra.ph
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
«Этого не должно происходить»: что ученые нашли в облаках Венеры
Там возможны абсолютно другие, просто невероятные формы жизни. И эксперименты это доказали...
Молилась и убивала: какой диагноз ставят Салтычихе психиатры и психологи?
Ученые говорят: феномен жестокости самой страшной помещицы России разгадан, но......
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
Жизнь за пределами Земли: что рассказала ученым межзвездная комета 3I/ATLAS?
Объект настолько древний, что его возраст крайне сложно представить. И это не единственная загадка пришельца из глубокого космоса...
Нашли тайную комнату в гробнице Тутанхамона: почему там может быть Нефертити?
Если гипотеза подтвердится, это будет крупнейшее археологическое открытие современной эпохи...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Земля... это космическая марионетка: оказалось, что Солнце и Луна могут трясти планету сутками
Сейсмологи рассказали, что наблюдения за космическими приливами, поможет предсказывать мегаземлетрясения, цунами и даже извержения вулканов...