Chemische Injektion hilft, alte Batterien wiederzubeleben

Japanische Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, mit der sich die ursprüngliche Kapazität von Batterien deutlich wiederherstellen lässt, nachdem diese durch zahlreiche Lade- und Entladezyklen degradiert sind.

Lithiumbatterien für Elektroautos. Foto: South_agency/iStock

Lithium-Ionen-Batterien sind heute der am weitesten verbreitete Typ wiederaufladbarer Batterien und werden in Alltagsfahrzeugen und -gegenständen wie Elektroautos, Laptops und Smartphones verwendet. Mit der Zeit verlieren sie jedoch ihre Fähigkeit, die Ladung zu halten, werden weniger effizient und weniger zuverlässig. Dies liegt daran, dass sie die elektrisch geladenen Teilchen oder Ionen verlieren, die dazu beitragen, Energie in der Batterie zu speichern und freizugeben.

Ein Expertenteam des zentralen Forschungs- und Entwicklungslabors von Toyota in Japan hat einen Weg gefunden, diese Ionen wieder aufzufüllen und die ursprüngliche Kapazität der Batterie deutlich wiederherzustellen, berichtete Interesting Engineering am 10. März. Neue Forschungsergebnisse in der Zeitschrift Joule veröffentlicht.

Genauer gesagt injizieren sie eine spezielle Substanz, ein sogenanntes Wiederherstellungsreagenz, in die Batterie. Dieser Stoff löst eine chemische Reaktion aus, bei der weitere Elektronen und Lithiumionen entstehen. Dies sind zwei Arten geladener Teilchen, die Batterien helfen, Energie zu speichern. Durch Hinzufügen dieser Partikel konnte das Team den Degradationsprozess der Batterie umkehren und 80 % ihrer ursprünglichen Kapazität wiederherstellen. Die wiederhergestellte Batterie kann ihre Leistung für 100 Lade-Entlade-Zyklen aufrechterhalten.

Das Team testete die neue Methode an einer Vielzahl großer und kleiner Batterien, darunter auch solche, die in Autos verwendet werden. „Die Effizienz wurde nicht nur mit kleinen Batterien im Labor, sondern auch mit großen Batterien, die in Autos verwendet werden, überprüft“, sagte Nobuhiro Ogihara, der leitende Wissenschaftler der Studie.

Das neue Verfahren könnte die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien verlängern, sodass sie in Elektrofahrzeugen oder anderen Geräten wiederverwendet werden können, anstatt weggeworfen zu werden oder komplizierte Demontage- und Recyclingprozesse zu durchlaufen. Das spart Kosten, Ressourcen und schont die Umwelt, denn Lithium-Ionen-Akkus enthalten seltene Metalle wie Kobalt und Nickel, deren Abbau oft nicht nachhaltig erfolgt.

Allerdings eignet sich die neue Methode nicht für alle Arten degradierter Batterien, sondern ist nur bei Batterien wirksam, die durch wiederholtes Laden und Entladen Ionen verloren haben, nicht aber bei Batterien, die strukturelle Schäden oder andere Formen der Degradation aufweisen. Darüber hinaus ist eine Methode zur genauen Diagnose des Batteriezustands erforderlich, um festzustellen, ob sie für die Chemikalieninjektion geeignet sind.

Laut Jacqueline Edge, Expertin für Batteriedegradation am Imperial College London, sind längerfristige Studien erforderlich, um mehr über die möglichen Nebenwirkungen und die Sicherheit der Injektion von Chemikalien in Batterien zu erfahren. Das Team hat für die neue Methode ein Patent angemeldet und damit das Interesse und die Finanzierung mehrerer Unternehmen und Regierungsbehörden geweckt.

Thu Thao (laut Interesting Engineering )

Quellenlink: https://vnexpress.net/tiem-hoa-chat-giup-hoi-sinh-pin-cu-4720739.html