I ricercatori giapponesi hanno sviluppato una tecnica che promette di rivoluzionare il riciclaggio delle batterie agli ioni di litio, aumentandone la vita utile fino all’incredibile 80% della loro capacità originale dopo che saranno state considerate completamente esaurite.
Ricordiamo che la domanda di questi dispositivi che immagazzinano energia è in forte espansione grazie alla sua ampia applicazione in elettronica e veicoli elettriciquindi la ricerca di metodi efficienti e sostenibili per rigenerare le batterie esaurite ha acquisito un’importanza cruciale.
In effetti, questo progresso pubblicato sulla rivista scientifica Joule rappresenta una pietra miliare in questa lotta contro i problemi ambientali ed economici associati allo smaltimento prematuro della batteria.
Il team guidato da Nobuhiro Ogihara, dei Laboratori Centrali di Ricerca e Sviluppo della Toyota Inc., è stato incaricato di sviluppare questo processo per la rigenerazione delle batterie. iniettando un reagente di recupero.
È un trattamento chimico a base di naftaleniuro di litio, sostanza che, dopo essere stata testata in diverse composizioni e concentrazioni, dimostrato di essere in grado di ripristinare la capacità di accumulo delle batterie.
“L’efficacia del sistema è stata verificata non solo con piccole batterie per uso di laboratorio, ma anche con batterie di grandi dimensioni per uso automobilistico”ha affermato Ogihara, sottolineando la versatilità della tecnica sviluppata.
Questo metodo promette non solo di recuperare la capacità delle batterie senza deterioramento durante i cicli, ma rappresentano anche il percorso più breve per la rigenerazione della batteria, offrendo nuove opzioni per i sistemi di batterie circolari.
Questa proposta mira a rigenerare le batterie iniettando reagenti recuperati che affrontano direttamente la perdita di ioni trasportatori evitare di sottoporsi alle procedure convenzionali di riciclaggio e rigenerazioneche riduce notevolmente il consumo energetico e l’impatto ambientale.
Tradizionalmente, il riciclaggio delle batterie agli ioni di litio prevede lo smontaggio e la separazione delle batterie esaurite, seguito dal recupero del materiale attraverso metodi idro o pirometallurgici, per infine risintetizzare i materiali degli elettrodi. Al contrario, la nuova proposta semplifica questi passaggi recuperando le batterie attraverso un unico processo.
La ricerca evidenzia anche l’utilizzo come reagenti di recupero degli arenidi di litio (Li-arenidi), il cui potenziale di reazione viene regolato attraverso l’effetto della costante dielettrica di solvatazione, prevenendo il degrado dei componenti critici della batteria come l’anodo di grafite.
Ricordiamolo uno degli aspetti critici è il deterioramento della capacità delle batterie agli ioni di litio a lungo termine è la perdita di ioni trasportatori, spesso esacerbato da condizioni di temperatura estreme e dal consumo irreversibile di ioni Li+ dovuto alla formazione di un’interfaccia solido-elettrolita (SEI) all’anodo.
“Chissà se tra dieci anni i nostri cellulari avranno batterie di questo tipo che funzioneranno alla perfezione”, commentano Toyota, esprimendo un cauto ottimismo sull’impatto a lungo termine di questa ricerca. EIl team ha già richiesto un brevetto per il loro metodo innovativo e ha ricevuto il sostegno sia di aziende private che di enti pubblici, inclusa la United States Advanced Research Projects Agency-Energy.
Tuttavia, gli scienziati riconoscono i limiti della loro tecnica, che non è applicabile alle batterie con danni dovuti a carenze strutturali. Ciò suggerisce che questa non è una soluzione universale e che le composizioni e le concentrazioni dei reagenti utilizzati dovrebbero continuare ad essere ulteriormente esplorate per consentire un recupero più completo.
Parallelamente a questa scoperta, un gruppo di ricercatori della Cornell University scoprì il potenziale dell’indio, un metallo teneroper creare batterie che non compromettano la capacità di accumulo per la velocità di ricarica.
Sebbene presenti sfide a causa del suo peso, il team della Cornell continua alla ricerca di alternative più leggere che offrano funzionalità similiil che potrebbe significare un progresso complementare nello sviluppo di tecnologie per batterie più efficienti e di lunga durata.
