Anody Li-ion baterií z uhlíku recyklovaných pneumatik

Příkladů vhodných recyklací vyřazených pneumatik stále není dost, aby se dalo mávnout rukou nad aplikací, která nepředstavuje zpracování tisíců tun.

Vedle řešení likvidace pneumatik se usilovně hledají výkonné akumulátory/baterie pro elektromobily s velkým dojezdem a pro ukládání elektrické energie ze solárních nebo větrných elektráren. Na oba trendy odpověděl tým P. Paranthamana a A. Naskara z Oak Ridge National Laboratory (ORNL) vývojem technologie výroby anod Li-ion baterií z uhlíku sazí z recyklovaných pneumatik.

Technologie spočívá v tvorbě specifické mikrostruktury a modifikaci vlastností sazí získaných z prášků pryže drcených recyklovaných pneumatik, jejich předúpravou a pyrolýzou. Prášková drť se nejprve propláchne zředěnou kyselinou a vodou k odstranění kovových částic z ocelových kordů. Předúprava zpracovává prášek procesem, v němž se užívá horké oleum (kyselina dihydrogendisírová či koncentrovaná kyselina sírová s oxidem sírovým) ke vzniku sulfonované pryže. Při správném postupu se její pyrolýzou v dusíkové atmosféře získá uhlíkový monolit s vysokým měrným povrchem a póry nanovelikosti mezi 2-5 nm.

Levnou technologií vzniká uhlíkový materiál sazí pro anody s vyšším měrným povrchem, se schopností rychleji uložit větší množství lithia při nabíjení a s delší stabilitou než běžně užívané grafitové anody. Po 100 cyklech nabití/vybití má Li-ion baterie s anodou z uhlíku recyklovaných sazí kapacitu téměř 390 mAh/g uhlíkové anody s téměř 100% coulombickou účinností, která o mnoho (až o 30 %) převyšuje nejlepší příklady baterií s komerčním grafitem. Výzkumníci to přisuzují právě unikátní mikrostruktuře uhlíku sazí z recyklovaných pneumatik podle technologie ORNL, založené na předúpravě prášku před pyrolýzou chráněné patentem.

Výsledky vývoje vyniknou ve světle skutečnosti, že světový trh výkonných Li-ion baterií jen pro vozidla a vojenské aplikace se blíží 78 mld. USD a trh materiálu baterií v roce 2018 hranici 11 mld. USD, s podílem anod 11-15 %. Vedle aplikace na Li-ion baterie je uhlík z odpadů pneumatik vhodný k použití na Na-ion baterie, superkondenzátory, nosné systémy katalyzátorů a filtraci vody. V září 2014 proběhl tendr licence na technologii ORNL a po jeho výsledku se ukáže, o kolik se zmenší světové skládky vyřazených pneumatik.

Od vyřazených pneumatik k anodám Li-ion baterií elektromobilů.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *