Naujas nanomedžiagų išradimas skatina telefono baterijų perdirbimą


RMIT universiteto inžinieriai palengvino mobiliųjų telefonų baterijų perdirbimo galimybes naudodami naują rūdžių šalinimo išradimą.

Dėl nanomedžiagų naujovės, kurią sukūrė RMIT universiteto inžinieriai, užuot išmetę mobiliąsias baterijas po dvejų ar trejų metų, mobilusis telefonas baterijų perdirbimas gali būti įmanoma, prailginant jų tarnavimo laiką iki trijų kartų ilgiau nei šiuolaikinės technologijos. Komanda tiki, kad galėtume turėti perdirbamų baterijų, kurios tarnaus iki devynerių metų, naudodami aukšto dažnio garso bangas, kad pašalintume rūdis, kurios slopina veikimą.

Šiuo metu Australijoje perdirbti surenkama tik 10 % naudotų rankinių baterijų, o likusieji 90 % patenka į sąvartynus arba netinkamai šalinami. Pagrindinis baterijų perdirbimo iššūkis yra didelės ličio ir kitų metalų atgavimo sąnaudos, tačiau komandos naujovės turi išspręsti šią kliūtį.

© RMIT universitetas

Komanda dirba su įdomiu ličio baterijų potencialu, nanomedžiaga, vadinama MXene, kuri yra panaši į grafeną, turintį didelį elektros laidumą.

„Skirtingai nei grafenas, MXenes yra labai pritaikomi ir atveria daugybę galimų technologinių pritaikymų ateityje“, – sakė Leslie Yeo, nusipelnęs chemijos inžinerijos profesorius ir vyriausiasis mokslo darbuotojas.

Tačiau MXene naudojimo problema buvo ta, kad jis lengvai rūdija, todėl buvo slopinamas elektros laidumas ir jis tapo netinkamas naudoti.

„Siekdami įveikti šį iššūkį, išsiaiškinome, kad garso bangos tam tikru dažniu pašalina rūdis iš MXene ir atkuria beveik pradinę būseną“, – sakė Yeo.

Ateityje šis išradimas galėtų padėti atgaivinti MXene baterijas kas kelerius metus, prailgindamas jų tarnavimo laiką iki trijų kartų.

“Gebėjimas pratęsti MXene galiojimo laiką yra labai svarbus siekiant užtikrinti, kad jis būtų naudojamas komerciškai perspektyvioms elektroninėms dalims”, – sakė Yeo.

Tyrimas, pavadintas “Oksiduotų dvimačių MXenų atkūrimas naudojant aukšto dažnio nanoskalės elektromechaninę vibraciją“, paskelbta Gamtos komunikacijos.

Kaip veikia komandos nanomedžiagų naujovės?

Didžiausia problema naudojant MXene yra rūdys, kurios susidaro ant jo paviršiaus drėgnoje aplinkoje arba pakibusiose vandeninguose tirpaluose.

© RMIT universitetas

„Paviršiaus oksidą, kuris yra rūdys, sunku pašalinti, ypač nuo šios medžiagos, kuri yra daug, daug plonesnė už žmogaus plauką“, – vienas iš pagrindinių autorių Hosseinas Alijani, doktorantas iš RMIT inžinerijos mokyklos.

„Dabartiniai oksidacijos mažinimo metodai priklauso nuo cheminės medžiagos dangos, kuri riboja MXene naudojimą jo natūralia forma.

„Šiame darbe parodome, kad oksiduotą MXene plėvelę veikiant aukšto dažnio vibracijai vos minutę, nuo plėvelės pašalinamos rūdys. Ši paprasta procedūra leidžia atkurti elektrines ir elektrochemines savybes.

Kokie galimi kūrinio pritaikymai?

Pašalinus rūdis iš Mxene, nanomedžiaga gali būti naudojama įvairiose srityse įvairiuose sektoriuose, įskaitant energijos kaupimą, jutiklius, belaidį perdavimą ir aplinkos atkūrimą. Gebėjimas atkurti oksiduotas medžiagas iki beveik nesugadintos būklės yra žiedinės ekonomikos keitiklis.

„Medžiagos, naudojamos elektronikoje, įskaitant baterijas, paprastai pablogėja po dvejų ar trejų metų naudojimo dėl rūdžių susidarymo“, – sakė docentas Amgadas Rezkas, vienas iš RMIT inžinerijos mokyklos vyresniųjų tyrėjų.

„Naudodamiesi mūsų metodu, galime pratęsti akumuliatoriaus komponentų tarnavimo laiką iki trijų kartų.

Su nanomedžiaga reikia dirbti daugiau

Nors naujovė yra daug žadanti, komanda turi dirbti su pramone, kad integruotų savo akustinį įrenginį į esamas gamybos sistemas ir procesus.

Jie taip pat tiria savo išradimo panaudojimą, kad pašalintų oksidų sluoksnius iš kitų medžiagų, skirtų naudoti jutimo ir atsinaujinančios energijos srityse.

„Mes norime bendradarbiauti su pramonės partneriais, kad mūsų rūdžių šalinimo metodas galėtų būti išplėstas“, – sakė Yeo.

Prenumeruokite mūsų naujienlaiškį