Freitag, Februar 7, 2025
StartEnergieWissenschaftler haben Sonnenkollektoren recycelt, um die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern

Wissenschaftler haben Sonnenkollektoren recycelt, um die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern

L'expérience a été menée au Qingdao Institute of Bioenergy and Process Technology à Qingdao, en Chine, et représente une avancée majeure qui pourrait être utile en termes de recyclage pour fabriquer des batteries pour les voitures électriques.

Wissenschaftler auf der ganzen Welt suchen ständig nach Möglichkeiten, Energietechnologien effizienter und nachhaltiger zu machen. Kürzlich gelang einem Team chinesischer Forscher ein bedeutender Durchbruch durch das Recycling von Solarmodulen, um die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern. Diese Entdeckung könnte nicht nur das Recycling von Solarmodulen, sondern auch die Herstellung von Batterien revolutionieren und Elektrofahrzeuge wirtschaftlicher und umweltfreundlicher machen.

Chinesische Wissenschaftler vom Qingdao Institute of Bioenergy and Process Technology haben die Vorteile der Verwendung von Siliziumanoden in Lithium-Ionen-Batterien nachgewiesen, im Gegensatz zu den üblicherweise in Akkus verwendeten Anoden, bei denen Anoden aus Graphit verwendet werden.

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Sie haben dies auch durch einen Herstellungsprozess erreicht, der niedrige Kosten ermöglicht, indem sie sie entwickelt haben Abfall von SolarmodulenUnd dank einer innovativen Technik, die einige der Herausforderungen löst, die sich aus der Verwendung von Silizium ergeben.

Kein Volumenerweiterungsproblem mehr

Die Forscher haben den Entwicklungsprozess durch den Einsatz von Siliziumanoden erneuert.


Es wurde bereits gezeigt, dass Siliziumanoden dies verbessern Energiedichte Lithiumbatterien sowie deren Lebensdauer, ihre Verwendung sollte jedoch sehr begrenzt sein. Tatsächlich besteht eines ihrer Hauptprobleme darin, dass Lade- und EntladezyklenEine Volumenausdehnung kann zu Brüchen in der Batteriestruktur selbst sowie zu einer weiteren Verschlechterung führen.

Daher kann der zunächst vorhandene Vorteil nicht vollständig ausgenutzt werden. Forschern des chinesischen Zentrums ist es gelungen, etwas zu schaffen Mikropartikel gewonnen aus ausrangierten Solarpaneelen, die in den Elektrolyten integriert werden und während der durchgeführten Experimente elektrochemisch stabil blieben.

Dies bedeutet, dass das Risiko einer Ausdehnung und eines „Risses“ der Verpackung gemindert wird. Tatsächlich sprechen Wissenschaftler von a Wirksamkeit von der Lithium-Ionen-Akku fast 100 % (99,84 %) und a Aufrechterhaltung der Fähigkeit dazu die Quelle bei 83,13 % nach insgesamt 200 Lade-/Entladezyklen.

Darüber hinaus während extreme PrüfungenDie für die Studie erstellten Zellen hielten insgesamt 80 Vollzyklen stand und lieferten eine Energiedichte von 340,7 Wh pro Kilogramm, was die Leistung herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien verbesserte.
Mit dieser Lösung ausgestattete Batterien haben extreme Tests erfolgreich bestanden.
Wenn Prozesse dieser Art, die Gegenstand von offizielle wissenschaftliche Veröffentlichung, umgesetzt werden, wird es nicht nur darauf ankommen Batterien nachhaltiger machen, aber auch Kosten senken, was in allen Sektoren, in denen diese Art von Komponenten verwendet wird, sehr wichtig ist, insbesondere im Bereich der Elektrofahrzeuge, wo wir stets danach streben, die Kosten so weit wie möglich zu senken.

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Vorteile des Recyclings von Solarmodulen

Das Recycling von Solarmodulen hat mehrere Vorteile, darunter die Reduzierung von Elektroschrott und die Rückgewinnung wertvoller Materialien. Forscher am Qingdao Institute of Bioenergy and Process Technology in China haben gezeigt, dass aus Solarpanel-Abfällen effizientere Lithium-Ionen-Batterien hergestellt werden können.

  • Reduzierung von Elektroschrott : Ausgediente Solarmodule stellen eine wachsende Abfallquelle dar. Das Recycling dieser Platten trägt dazu bei, die Umweltbelastung zu minimieren.
  • Materialrückgewinnung : Aus Solarpaneelen gewonnene Materialien können in anderen Anwendungen wie der Batterieherstellung wiederverwendet werden, wodurch die Notwendigkeit der Gewinnung neuer Ressourcen verringert wird.
  • Kreislaufwirtschaft : Dieser Prozess trägt zu einer Kreislaufwirtschaft bei, indem Materialien wiederverwendet werden, die sonst weggeworfen würden.

Forscher haben eine innovative Technik entwickelt, um Solarpanel-Rückstände in Lithium-Ionen-Batterien zu integrieren. Aus diesen Rückständen verwendeten sie Siliziumanoden und ersetzten damit die traditionell verwendeten Graphitanoden.

  • Verwendung von Siliziumanoden : Siliziumanoden sorgen für eine höhere Energiedichte und eine längere Batterielebensdauer. Allerdings stellt ihre Volumenausdehnung während der Lade- und Entladezyklen eine große Herausforderung dar.
  • Lösung des Erweiterungsproblems : Wissenschaftler haben Mikropartikel aus Rückständen von Solarmodulen hergestellt, die in den Elektrolyten von Batterien integriert werden. Diese Mikropartikel bleiben auf der elektrochemischen Skala stabil und vermeiden so Expansionsprobleme.

Technische Details und Versuchsergebnisse

Die experimentellen Ergebnisse sind beeindruckend und zeigen eine nahezu perfekte Effizienz und eine hervorragende Kapazitätserhaltung.

  • Effizienz und Stabilität : Die entwickelten Akkus zeigten nach 200 Lade- und Entladezyklen einen Wirkungsgrad von 99,84 % und einen Kapazitätserhalt von 83,13 %.
  • Energiedichte : In Extremtests behielten die Zellen nach 80 Zyklen eine Energiedichte von 340,7 Wh/kg bei und übertrafen damit herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien.
  • Nachhaltigkeit : Mit dieser Methode hergestellte Batterien haben eine hohe Haltbarkeit und Stabilität bewiesen, was für Langzeitanwendungen von entscheidender Bedeutung ist.
  • Erhöhte Effizienz : Siliziumanoden bieten eine bessere Energieleistung.
  • Kostenreduzierung : Das Recycling von Solarmodulen senkt die Herstellungskosten für Batterien.
  • Umweltverträglichkeit : Dieser Ansatz ist umweltfreundlicher durch die Wiederverwendung von Elektroschrott.

Dr. Li Wang, Forschungsdirektor am Qingdao Institute of Bioenergy and Process Technology, sagte: „Diese Innovation verbessert nicht nur die Batterieleistung, sondern trägt auch zur Lösung des wachsenden Problems des Elektroschrotts bei.“ »

Die Entdeckung chinesischer Forscher, Solarmodule zur Verbesserung von Lithium-Ionen-Batterien zu recyceln, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Energieforschung dar. Diese Innovation könnte die Art und Weise, wie Batterien hergestellt und verwendet werden, verändern und Elektrofahrzeuge langlebiger und wirtschaftlicher machen. Durch die Integration recycelter Materialien bietet diese Methode eine wirksame Lösung für aktuelle ökologische und wirtschaftliche Herausforderungen.

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