Hvad hvis vi kunne genbruge den resterende energi i kasserede batterier? Forskere ved nu hvordan

Alkaline- og zink-carbon-batterier er almindelige i mange selvdrevne enheder. Men når et batteri er afladet, er det ikke længere brugbart og kasseres. Ifølge skøn produceres og sælges næsten 15 milliarder batterier årligt på verdensplan. De fleste af disse ender på lossepladser, og nogle bliver reddet til værdifulde metaller. Men selvom disse batterier ikke er brugbare, er der normalt en lille mængde energi tilbage i dem. Faktisk indeholder omkring halvdelen af ​​dem helt op til 50 % energi.

For nylig undersøgte en gruppe forskere fra Taiwan muligheden for at genvinde denne energi fra engangs (eller primære) kasserede batterier. Anført af professor Chien-Hsing Lee fra NCKU, Taiwan, fokuserede gruppen sin forskningsindsats på denne front for at fremme en cirkulær økonomi for kasserede batterier.

Forskerne foreslog i deres undersøgelse en ny metode kaldet "self-adaptive pulse discharge" (SAPD), der kan bruges til at bestemme de optimale værdier af to nøgleparametre - pulsfrekvens og arbejdscyklus - der bestemmer udladningsstrømmen fra den kasserede batterier. En høj afladningsstrøm, kort sagt, svarer til en høj mængde genvundet energi.

"At dræne små resterende energi fra husholdningsbatterier er et udgangspunkt for affaldsreduktion, og den foreslåede energigenvindingsmetode fungerer som et effektivt værktøj til at genbruge et stort antal kasserede primærbatterier," siger prof. Lee, der forklarer sin motivation bag undersøgelsen. som blev offentliggjort i IEEE Transactions on Industrial Electronics .

Derudover byggede forskerne en hardwareprototype til deres foreslåede tilgang, der blev brugt til at genvinde den resterende kapacitet af en batteribank, der er i stand til at rumme mindst 6 og højst 10 batterier af forskellige mærker. De formåede at genvinde mellem 798-1455 J energi med en genvindingseffektivitet på mellem 33%-46%.

For en kasseret primær celle fandt forskerne, at kortslutningsafladningsmetoden (SCD) havde den højeste udledningshastighed i begyndelsen af ​​afladningscyklussen. SAPD-metoden viste imidlertid en højere udledningshastighed i slutningen af ​​udledningscyklussen. Ved at bruge SCD- og SAPD-metoderne var den genvundne energi henholdsvis 32 % og 50 %. Men ved at kombinere disse metoder blev 54 % af energien genvundet.

For yderligere at validere gennemførligheden af ​​den foreslåede metode, blev nogle få kasserede AA- og AAA-batterier valgt til energigenvinding. Holdet kunne med succes genvinde 35 %-41 % af energien fra kasserede batterier. "Selvom der ikke synes at være nogen fordel ved at dræne en lille mængde energi fra et enkelt kasseret batteri, stiger den genvundne energi betydeligt, hvis et stort antal udtjente batterier udnyttes," siger prof. Lee.

Forskerne foreslår, at der kan være en direkte sammenhæng mellem genvindingseffektiviteten og den resterende kapacitet af kasserede batterier. Hvad angår de fremtidige implikationer af deres arbejde, spekulerer prof. Lee i, at "modellen og den udviklede prototype kan anvendes på andre batterityper end AA og AAA. Ud over forskellige typer engangsbatterier, genopladelige batterier, såsom lithium -ion-batterier, kan også undersøges for at give mere information om variationen mellem forskellige batterier." + Udforsk yderligere

Design og implementering af et lithium-ion batteristyringssystem til elbiler