Yeni bir sürdürülebilir yöntem, atılmış cep telefonu pillerini ve endüstriyel lignini sodyum iyon piller için güçlü bir malzemeye dönüştürüyor. Bu, döngüsel ekonomi inovasyonunun çarpıcı bir örneği. Çinli ekip, bu malzemelerin çöplüklerde kalmasına veya havaya uçmasına izin vermek yerine, atıklara yüksek teknolojili ikinci bir hayat veriyor.
Geri dönüşüm pil teknolojisi için fırsat olacak
Nikel-kobalt sülfürler ve lignin türevli karbondan oluşan bu kompozit, sodyum iyon pil anotu olarak test edildiğinde elektrokimyasal sonuçlar verdi. Bol miktarda bulunan atık malzemelerin kullanımı, hem elektrikli araçlar hem de elektrik şebekeleri için daha düşük üretim maliyetlerine ve geliştirilmiş enerji depolama seçeneklerine kapı açabilir. Çin’deki Shenyang Tarım Üniversitesi’nden araştırmacılar, “Sodyum iyon piller, sodyumun bol, düşük maliyetli ve çevre dostu olması nedeniyle caziptir” diye açıkladı. Açıklamada: “Ancak, verimli elektrot malzemelerinin geliştirilmesi büyük bir zorluk olmaya devam ediyor. Çalışmamız, atık kaynaklarının bir çözüm sağlayabileceğini gösteriyor” diye eklediler.
Bu atık dönüştürme işlemi için ekip, hidrotermal sentez tekniğini kullandı. Bu işlem, nikel ve kobalt gibi önemli metallerin eski pillerden çıkarılmasını sağlar. Bundan sonra, bileşikler ligninden elde edilen karbonla birleştirilir. Lignin, kağıt ve biyoyakıt üretiminin önemli bir yan ürünüdür.
Ortaya çıkan kompozit, sadece geri dönüştürülmüş bir karışım değil; aynı zamanda son derece işlevsel bir elektrottur. Lignin, elektriksel iletkenliği artıran ve elektrotu stabilize eden sağlam bir karbon kaplama görevi görürken, geri kazanılan metal sülfürler sodyum iyonu depolaması için gerekli reaksiyon bölgelerini sağlar. Elektrot malzemesinin benzersiz yapısı, uzun vadeli yapısal bütünlüğü sağlarken verimli iyon taşınmasını kolaylaştırır. Testler sırasında, malzeme gram başına 1.000 miliamper saati aşan bir ilk deşarj kapasitesine ulaştı. Yüksek güç taleplerinde bile güçlü ve güvenilir bir performans sergiledi. Araştırmacılar, “Yüksek akım yoğunluklarında bile, malzeme kayda değer bir kapasiteyi koruyarak hızlı şarj ve deşarj süreçlerini destekleme yeteneğini gösterdi” şeklinde açıklama yaptı.