Дослідники з Китаю розробили технологію, що дозволяє дати літій-іонним акумуляторним елементам другий шанс на життя. Розчин солі впорскується у вигляді ін'єкції, значно продовжує термін служби елементів і змушує їх працювати майже як молоді, повідомляє команда в дослідженні, опублікованому в престижному журналі Nature.
"Якщо ми можемо зробити ін'єкцію хворій людині, щоб допомогти їй одужати, - сказав співавтор Юе Гао, хімік з Університету Фудань в Шанхаї, в інтерв'ю Scientific American, - чому у нас не може бути чарівного зілля і для розряджених акумуляторів?"
Ця технологія може стати проривом у скороченні відходів літієвих акумуляторів, одного з головних недоліків обіцянки електромобілів стати екологічнішою альтернативою пожирачам бензину, що стане ще більш проблематичним у міру зростання популярності електромобілів. Величезні акумуляторні батареї транспортних засобів важко переробляти, і якщо їх не утилізувати належним чином, вони виділяють токсичні хімікати, які просочуються у землю. Хоча перероблення залишиться першочерговим завданням, високоспеціалізовані об'єкти, необхідні для перероблення відпрацьованих акумуляторів, все ще будуються.
Зазвичай літій-іонний акумулятор електромобіля служить від восьми до дванадцяти років, перш ніж він вважається «мертвим», тобто його місткість впала нижче 80 відсотків від початкової. Це пристойний термін служби, але заміна акумулятора – справа болісна: як зазначає SciAm, акумулятор становить приблизно 40 відсотків вартості нового електромобіля, що створює величезне економічне навантаження для власників.
Але якщо вам не потрібно викладати тисячі доларів за заміну? З самого початку Гао та його команда хотіли знайти молекулу, яка могла б доставляти свіжі іони літію до елементів акумулятора, що помирають.
"Ми поняття не мали, які види молекул можуть виконувати цю роботу або яка їх хімічна структура, тому ми використовували машинне навчання, щоб допомогти нам", - розповів SciAm Чіхао Чжао, дослідник з Університету Фудань, який був частиною команди Гао, але не автором нового дослідження.
Ретельно налаштована модель машинного навчання рекомендувала трьох кандидатів, і найбільш перспективним з них виявилася сіль під назвою трифторметансульфінат літію. Дослідники виявили, що при розчиненні в розчині електроліту сіль вивільняє іони літію, які повертаються до зношених осередків батареї.
Наступні експерименти показали, що введення розчину в комірку батареї може відновити її місткість до 96 відсотків, продовжуючи термін її служби майже до 12000 циклів заряджання. Це суттєвий приріст. Для довідки: батареї електромобілів розраховані на 1500-2000 циклів заряджання.
«Робота команди є революційною, оскільки вона дає нову ідею повторного використання батарей, що відслужили свій термін», — розповів SciAm Цзянгун Чжу з Університету Тунцзі в Шанхаї, який досліджує батареї електромобілів і не брав участі в дослідженні.
Проте дослідники першими визнали, що їхня диво-ін'єкція ще не зовсім готова до виходу на ринок.
"Ми проводили експерименти тільки на окремих комірках, і нам потрібно знайти спосіб застосувати це до всього акумуляторного блоку", - сказав Гао SciAM. Один акумулятор може містити тисячі елементів.
