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回收电池剩余能量的新概念

台湾的研究人员进行了一项研究提供有希望的结果,为废电池的循环经济打开了大门。

电池,在电池

图片来源:Black_Kira / Shutterstock.com

几乎每一种形式的电子设备都需要电池。尽管充电电池的使用和普及程度已经增长,但一次性电池在日常生活中仍然很常见,用于为更小或更老的电器供电。虽然回收使用过的一次性电池的过程已经建立,但废弃的电池仍然含有剩余的能量,是否可以做更多的工作来改善电池回收,以回收这些能量?

锌碳电池和碱性电池通常用于许多自供电设备。这些电池一旦放电就不能再使用了。全球每年生产和销售大约150亿只电池。一些废弃电池被回收利用以回收贵金属,但大多数电池最终被扔进垃圾填埋场,可能成为家庭危险废物。

虽然这些耗尽的电池不能携带足够的能量为电子设备或工具供电,但它们通常含有剩余能量。这些多余的能量可能高达50%,而且通常无法回收。

回收废旧电池中的能量

台湾国立成功大学(NCKU)的研究人员提出了SAPD方法来重新利用废弃一次性电池的剩余能量。

该方法的意思是“自适应脉冲放电”,它确定了废电池的脉冲频率和占空比,这是决定废电池放电电流的两个关键参数。放电电流越高,回收的能量越高。

研究人员基于他们提出的方法构建了一个硬件原型,以回收可容纳6-10个不同品牌电池的电池组的剩余能量。在这项研究中,该团队回收了高达1455 J的能量,回收率在33% - 46%之间。

研究小组发现,使用SAPD方法对放电的一次性电池可以回收50%的能量。使用短路放电(SCD)法回收的能量为32%。当两种方法结合使用时,这一比例增加到54%。

两种方法的放电速率不同,在放电周期开始时,SCD方法放电速率最高,在放电周期结束时,SAPD方法放电速率最高。

该团队从一些废弃的AA和AAA电池中回收能量,以进一步验证他们提出的方法的可行性。虽然该团队从废弃电池中回收了高达41%的能量,但该研究的首席研究员李建兴(Chien-Hsing Lee)教授强调,如果使用更多的废弃电池,而不是单一的废弃电池,回收的能量将显著增加。

李建兴教授进一步推测,“该模型和开发的原型可以应用于AA和AAA以外的电池类型。除了不同类型的一次性电池,充电电池,如锂离子电池,也可以进行研究,以提供更多关于不同电池之间变化的信息。”

废旧电池能源回收的未来

这项研究对其他类型电池的回收选择的未来影响不应被低估。

锂离子电池被用于许多便携式电子设备中。它们在日常生活中已经无处不在,这给电池的回收带来了新的挑战,当它们接近使用寿命时。

电动汽车电池需求的加速加剧了这一问题。据预测,到2030年,全球二手电池的产量将达到200万吨。目前只有不到5%的锂离子电池被回收利用,预计废电池问题只会越来越严重。

电池制造商和研究人员传统上没有把重点放在提高可回收性上,因为在锂离子电池行业内缺乏大规模经济回收的明确路径。需要新的技术和解决方案,如NCKU的研究,来改善回收选择,帮助阻止不适当的电池处理,并在可能的情况下促进再利用。

电池的循环经济

电池,特别是一次性电池,如果不回收,在它们的使用寿命结束时,会对环境产生重大的负面影响。不幸的是,除非找到更有效的能源形式,否则很难在日常生活中消除电池。开发技术和环境可持续战略来解决废旧电池相关问题的需求越来越大。NCKU的电池能量回收研究显示了为电池提供循环经济的希望。

阅读更多:用旧电池制造新电池:回收的未来

参考资料及进一步阅读

李,学术界。程,H.-W。廖B.-W。江大学。(2022)一种从被丢弃的一次电池中回收能量的方法。IEEE工业电子学汇刊, 69 (6), pp.6247 - 6257。doi: 10.1109 / tie.2021.3088367.[2022年9月17日访问]。

雅各比,m (2019)是时候认真对待回收锂离子电池了.[在线]化学与工程新闻。可以在:https://cen.acs.org/materials/energy-storage/time-serious-recycling-lithium/97/i28.[2022年9月17日访问]。

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写的

李狂吠

李是一名注册工程师和自由撰稿人。从事科学传播专业的李宇春对研究充满热情,对了解所有STEM领域的新进展特别感兴趣。李彦宏对写作也很有热情,喜欢为公众创作清晰、吸引人的内容。

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  • 美国心理学协会

    笨蛋,李。(2022年9月21日)。回收电池剩余能量的新概念。AZoCleantech。2022年9月28日从//www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1617检索。

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    笨蛋,李。“回收电池剩余能量的新概念”。AZoCleantech.2022年9月28日。< //www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1617 >。

  • 芝加哥

    笨蛋,李。“回收电池剩余能量的新概念”。AZoCleantech。//www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1617。(访问2022年9月28日)。

  • 哈佛大学

    笨蛋,李。2022。回收电池剩余能量的新概念.AZoCleantech,查看2022年9月28日,//www.polystomper.com/article.aspx?ArticleID=1617。

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