Исследователи из тайваньского Национального университета Ченг Кунг (NCKU) в городе Тайнань представили метод восстановления значительного потенциала остаточной энергии из выброшенных батареек и аккумуляторов. Об этом сообщает портал Eurekalert. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Щелочные и угольно-цинковые батареи распространены во многих устройствах с автономным питанием. Однако, как только аккумулятор разряжается, он становится непригодным для использования и выбрасывается. Однако, хотя эти батареи непригодны для штатного использования, в них обычно остается небольшое количество энергии, причем около половины из них содержат возможности восстановления до 50% своего прежнего заряда.
По оценкам, ежегодно в мире производится и продается около 15 миллиардов аккумуляторов. Большинство из них попадают на свалки, а некоторые перерабатываются на ценные металлы. Недавно группа исследователей из Тайваня исследовала возможность восстановления энергии из одноразовых (или первичных) выброшенных батарей.
Исследователи под руководством профессора Чиен-Хсин Ли из NCKU предложили новый метод под названием «самоадаптирующийся импульсный разряд» (SAPD), который можно использовать для определения оптимальных значений двух ключевых параметров (частоты импульсов и рабочего цикла), определяющих разрядный ток от отбракованных аккумуляторов и, соответственно, количество потенциально восстановленной энергии.
«Слив небольшого количества оставшейся энергии из бытовых батарей является отправной точкой для сокращения отходов, а предлагаемый метод рекуперации энергии служит эффективным инструментом для повторного использования большого количества выброшенных первичных батарей», – отметил профессор Ли, объясняя значимость своего исследования.
Кроме того, исследователи построили аппаратный прототип для демонстрации предложенного ими подхода, который использовался для восстановления оставшейся емкости аккумуляторной батареи, рассчитанный на обработку от 6 до 10 батарей разных марок. В ходе лабораторного тестирования им удалось восстановить от 798 до 1455 Дж энергии с эффективностью восстановления от 33% до 46%.
«По сравнению с восстановлением энергии из одной выброшенной батареи, ее количество значительно увеличивается, если используется сразу несколько отработанных батарей», – уточнил профессор Ли.
В отношении выброшенного первичного элемента исследователи обнаружили, что метод разряда короткого замыкания (SCD) имел самую высокую скорость разряда в начале цикла, однако метод SAPD показал более высокую производительность в конце цикла разряда. При отдельном использовании методов SCD и SAPD рекуперация энергии составила соответственно 32% и 50%. Однако при объединении этих методов было восстановлено 54% энергии.
Для дальнейшего подтверждения осуществимости предложенного метода рекуперации энергии было выбрано несколько выброшенных батарей типа АА и ААА, и тайваньские исследователи смогли успешно восстановить из них 35-41% энергии.
Исследователи предполагают, что может существовать прямая связь между эффективностью восстановления и оставшейся емкостью выброшенных батарей. Что касается будущих последствий их работы, профессор Ли предполагает, что «разработанная модель и прототип могут быть применены к типам батарей, отличным от AA и AAA. Помимо различных типов одноразовых батарей, в этот перечень могут войти и перезаряжаемые батареи, в том числе литий-ионные».