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 gängigste Akkutyp und werden in Fahrzeugen und Alltagsgegenständen wie Elektroautos, Laptops und Smartphones eingesetzt. Mit der Zeit verlieren sie jedoch ihre Fähigkeit, Ladung zu speichern, und werden dadurch weniger effizient und unzuverlässig. Das liegt daran, dass sie die elektrisch geladenen Teilchen, die Ionen, verlieren, die Energie im Akku speichern und freisetzen.

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. Die neue Forschungsarbeit wurde in der Fachzeitschrift Joule veröffentlicht.

Konkret injizierten sie eine spezielle Substanz, ein sogenanntes regeneratives Reagenz, in die Batterie. Diese Substanz löste eine chemische Reaktion aus, die weitere Elektronen und Lithiumionen erzeugte – zwei Arten geladener Teilchen, die Batterien bei der Energiespeicherung helfen. Durch die Zugabe dieser Teilchen konnte das Team den Abbau der Batterie umkehren und 80 % ihrer ursprünglichen Kapazität wiederherstellen. Die regenerative Batterie konnte ihre Leistung über 100 Lade-Entlade-Zyklen aufrechterhalten.

Das Team testete die neue Methode an verschiedenen großen und kleinen Batterien, darunter auch an solchen, die in Autos verwendet werden. „Die Wirksamkeit wurde nicht nur mit kleinen Batterien im Labor, sondern auch mit großen Batterien, die in Autos verwendet werden, bestätigt“, sagte Nobuhiro Ogihara, der leitende Wissenschaftler der Studie.

Das neue Verfahren könnte die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien verlängern und sie so in Elektrofahrzeugen oder anderen Geräten wiederverwenden, anstatt sie wegzuwerfen oder aufwändig zu zerlegen und zu recyceln. Dies spart Geld, Ressourcen und schont die Umwelt, da Lithium-Ionen-Batterien seltene Metalle wie Kobalt und Nickel enthalten, die oft auf nicht nachhaltige Weise abgebaut werden.

Die neue Methode eignet sich jedoch nicht für alle Arten von degradierten Batterien und ist nur bei Batterien wirksam, die durch wiederholtes Laden und Entladen Ionen verloren haben, nicht jedoch bei Batterien mit strukturellen Schäden oder anderen Formen der Degradation. Darüber hinaus wird eine Methode zur genauen Diagnose des Batteriezustands benötigt, um festzustellen, ob sie für die chemische Injektion geeignet sind.

Um die möglichen Nebenwirkungen und die Sicherheit der Injektion von Chemikalien in Batterien zu verstehen, seien längerfristige Studien erforderlich, sagte Jacqueline Edge, die am Imperial College London die Degradation von Batterien erforscht. Das Team hat ein Patent für die neue Methode angemeldet, die das Interesse und die Finanzierung zahlreicher Unternehmen und Regierungsbehörden geweckt hat.

Thu Thao (Laut Interesting Engineering )

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