Группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT) представила инновационный твердотельный электролит, который обладает уникальной свойством быстро растворяться в органическом растворителе в течение нескольких минут. Эта разработка открывает новые горизонты в области переработки аккумуляторов электромобилей, делая процесс разборки и вторичной переработки значительно более простым и экологичным. В современном мире рост числа электромобилей сопровождается увеличением объема электронных отходов, что создает серьезные экологические проблемы. Новая технология направлена на решение этих задач, предлагая более эффективные способы утилизации и повторного использования батарей.
Электролит, созданный исследовательской командой, состоит из молекул, структурированых по химическому принципу, сходному с кевларом — прочным и износостойким синтетическим материалом. Под действием воды эти молекулы сами по себе собираются в миллионы крошечных, но очень прочных ионопроводящих нанолент. Для формирования твердого слоя ученые использовали метод горячего прессования, что позволило превратить молекулярный комплекс в надежный электролит, выполняющий функции соединительного слоя внутри аккумулятора. Этот слой обеспечивают соединение между положительным и отрицательным электродами, что способствует стабильной работе батареи.
Главной особенностью нового электролита является его способность быстро растворяться в органическом растворителе — достаточно погрузить батарею в раствор, и электролит растворится за считанные минуты, что значительно облегчает процесс утилизации. По словам Юкио Чо, одного из руководителей проекта, это можно сравнить с «тающим зефиром в воде». После растворения батарея теряет способность работать и разбивается на компоненты, что делает их переработку намного проще и менее затратной. Такой подход позволяет получить вторичные материалы без необходимости сложных и дорогостоящих процессов третичной переработки.
Исследователи подчеркнули, что в традиционной аккумуляторной промышленности основное внимание уделялось расширению возможностей и увеличению мощности батарей. Однако такие высокопроизводительные аккумуляторы зачастую сложно перерабатывать из-за использования трудноперерабатываемых материалов. Новый метод предлагает иной путь: сначала выбрать легко перерабатываемые материалы, а затем разработать из них формы и конструкции аккумуляторов, оптимизированные для вторичной переработки. Такой подход способствует развитию циклической экономики, снижая нагрузку на окружающую среду и уменьшая необходимость добычи новых полезных ископаемых.
Несмотря на то что текущие прототипы новых батарей еще не достигли уровня коммерческих образцов по показателям производительности, команда уверена, что развитие этого подхода откроет путь к созданию экологически чистых и легко утилизируемых аккумуляторов. В будущем такие технологии смогут стать важнейшим элементом экологической системы для электромобилей и других устройств, значительно снижая их экологический след. Благодаря такой инновации, индустрия батарей сможет перейти на новый уровень, обеспечивая устойчивое будущее и минимизируя негативное влияние на окружающую среду.
