Forskere utvikler batterimateriale som skal gjøre resirkulering enklere

Forskere ved MIT har utviklet et materiale de hevder kan revolusjonere resirkulering av elbilbatterier, skriver MIT News.

Løsningen er en ny elektrolytt som kan løse opp seg selv på minutter, noe som ifølge forskerne vil gi en mye raskere resirkulering av batteriets komponenter.

Elektrolytten er materialet ioner beveger seg gjennom når batteriet lades ut eller opp. Uten denne vil ikke lenger battericellen kunne levere strøm. Elektrolytten, som er beskrevet i en artikkel i Nature Chemistry, går i oppløsning når den senkes i en organisk væske.

Forskene har vist at denne elektrolytten kan fungere i et faststoffbatteri.

Metoden kan løse et økende avfallsproblem. Selv om det i Europa er strenge regler for innsamling av brukte elbilbatterier, er selve resirkuleringsprosessen fortsatt kompleks, energikrevende og kostbar.

Enklere gjenvinning av batterimaterialer

Målet er å gjenvinne kritiske metaller mer effektivt. I dag gjennomføres slik resirkulering typisk ved å kverne opp batteriets celler. Det man sitter igjen med, kan deretter gjennomgå en kjemisk prosess hvor man gjenvinner metaller som litium.

MIT-forskernes design er laget for at cellene i stedet enkelt skal kunne demonteres. Elektrolyttmaterialet består av molekyler kalt aramid-amfifiler, som har en struktur som ligner kevlar.

Disse molekylene bygger seg selv om til stabile «nanobånd» i vann og danner en faststoffelektrolytt når de presses sammen. Når batteriet er oppbrukt, kan cellen senkes i en væske som gjør at elektrolytten oppløses «som sukkerspinn i vann», ifølge Yukio Cho, en av forfatterne bak artikkelen.

Dette gjør at katoden og anoden, som inneholder de verdifulle metallene, faller fra hverandre, slik at resirkuleringsprosessen skal bli enklere.

Foreløpig bare på konseptstadiet

Foreløpig er dette kun vist som konsept i laboratoriet. Ytelsen til hele cellen er ikke på nivå med kommersielt tilgjengelig batteriteknolgi. Men forskerne ser for seg at dette kan forbedres.

Cho sier til MIT News at de ikke har løst alle utfordringene med materialet. Han ser for seg at ytelsen til en celle med denne løsningen kan forbedres ved å benytte det som ett av flere lag elektrolytt.

– Det er ikke nødvendig at det må være hele elektrolytten for å sette i gang resirkuleringsprosessen, sier han.

Forskerne ser også for seg at ytelsen til elektrolytten kan forbedres gjennom videre forskning.

De utforsker nå muligheter for å integrere elektrolytten i eksisterende celledesign og til nye batterikjemier.

– Det er veldig utfordrende å overbevise eksisterende produsenter om å gjøre noe veldig annerledes. Men med nye batterimaterialer som kan komme de neste fem eller ti årene, kan de bli enklere å integrere dette inn i ny design fra begynnelsen, sier han.