Les batteries de téléphones portables recyclables un pas de plus avec l’invention antirouille

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Les batteries de téléphone portable avec une durée de vie jusqu’à trois fois supérieure à la technologie actuelle pourraient être une réalité grâce à une innovation menée par des ingénieurs de l’Université RMIT.

Plutôt que de jeter les batteries après deux ou trois ans, nous pourrions avoir des batteries recyclables qui durent jusqu’à neuf ans, selon l’équipe, en utilisant des ondes sonores à haute fréquence pour éliminer la rouille qui inhibe les performances de la batterie.

Seulement 10 % des batteries portables usagées, y compris pour les téléphones portables, sont collectées pour être recyclées en Australie, ce qui est faible par rapport aux normes internationales. Les 90 % restants des batteries vont à la décharge ou sont éliminés de manière incorrecte, ce qui cause des dommages considérables à l’environnement.

Le coût élevé du recyclage du lithium et d’autres matériaux des batteries est un obstacle majeur à la réutilisation de ces éléments, mais l’innovation de l’équipe pourrait aider à relever ce défi.

L’équipe travaille avec un nanomatériau appelé MXene, une classe de matériaux qui, selon eux, promet d’être une alternative intéressante au lithium pour les batteries à l’avenir.

Leslie Yeo, professeur émérite de génie chimique et chercheur principal principal, a déclaré que le MXene était similaire au graphène avec une conductivité électrique élevée.

« Contrairement au graphène, les MXenes sont hautement personnalisables et ouvrent toute une gamme d’applications technologiques possibles à l’avenir », a déclaré Yeo de la School of Engineering du RMIT.

Le grand défi lié à l’utilisation de MXene était qu’il rouille facilement, inhibant ainsi la conductivité électrique et le rendant inutilisable, a-t-il déclaré.

« Pour surmonter ce défi, nous avons découvert que les ondes sonores à une certaine fréquence enlèvent la rouille du MXene, le restaurant proche de son état d’origine », a déclaré Yeo.

L’innovation de l’équipe pourrait un jour aider à revitaliser les batteries MXene toutes les quelques années, prolongeant leur durée de vie jusqu’à trois fois, a-t-il déclaré.

« La capacité de prolonger la durée de conservation du MXene est essentielle pour garantir son potentiel d’utilisation pour des pièces électroniques commercialement viables », a déclaré Yeo.

La recherche est publiée dans Communication Nature.

Comment fonctionne l’innovation

Le co-auteur principal, M. Hossein Alijani, doctorant, a déclaré que le plus grand défi lié à l’utilisation de MXene était la rouille qui se forme à sa surface dans un environnement humide ou lorsqu’il est en suspension dans des solutions aqueuses.

« L’oxyde de surface, qui est de la rouille, est difficile à éliminer, en particulier sur ce matériau, qui est beaucoup, beaucoup plus fin qu’un cheveu humain », a déclaré Alijani de la School of Engineering du RMIT.

« Les méthodes actuelles utilisées pour réduire l’oxydation reposent sur le revêtement chimique du matériau, ce qui limite l’utilisation du MXene dans sa forme native.

« Dans ce travail, nous montrons qu’exposer un film de MXène oxydé à des vibrations à haute fréquence pendant une minute seulement enlève la rouille du film. Cette procédure simple permet de récupérer ses performances électriques et électrochimiques. »

Les applications potentielles du travail de l’équipe

L’équipe affirme que leur travail pour éliminer la rouille de Mxene ouvre la porte à l’utilisation du nanomatériau dans un large éventail d’applications dans le stockage d’énergie, les capteurs, la transmission sans fil et l’assainissement de l’environnement.

Le professeur agrégé Amgad Rezk, l’un des principaux chercheurs principaux, a déclaré que la capacité de restaurer rapidement les matériaux oxydés à un état presque vierge représentait un changement de jeu en termes d’économie circulaire.

« Les matériaux utilisés dans l’électronique, y compris les batteries, subissent généralement une détérioration après deux ou trois ans d’utilisation en raison de la formation de rouille », a déclaré Rezk de la School of Engineering du RMIT.

« Avec notre méthode, nous pouvons potentiellement prolonger jusqu’à trois fois la durée de vie des composants de la batterie. »

Prochaines étapes

Bien que l’innovation soit prometteuse, l’équipe doit travailler avec l’industrie pour intégrer son dispositif acoustique dans les systèmes et processus de fabrication existants.

L’équipe explore également l’utilisation de leur invention pour éliminer les couches d’oxyde d’autres matériaux pour des applications de détection et d’énergie renouvelable.

« Nous souhaitons collaborer avec des partenaires de l’industrie afin que notre méthode d’élimination de la rouille puisse être mise à l’échelle », a déclaré Yeo.

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