Elektrische autobatterijen opladen met afgedankte banden

Het lijkt de ultieme recyclage voor de autosector, gerecycleerde autobanden die een nieuw leven krijgen in lithiumionbatterijen die elektrische voertuigen van energie voorzien. 

Onderzoekers aan het Department of Energy van het Oak Ridge National Laboratory in Tennessee (VS) onderzoeken de mogelijkheid banden te recycleren in accu's door de microstructurele eigenschappen te veranderen van roet (koolstofzwart of 'carbon black'), dat uit de afgedankte banden kan worden gehaald, om zo een betere anode voor litiumionbatterijen te ontwikkelen. Tijdens het ontladen migreren positieve lithiumionen van de negatieve elektrode naar de positieve (lithium bevattende) elektrode. Tijdens het laden gebeurt het omgekeerde. 

De door ORNL ontwikkelde techniek maakt gebruik van een gepatenteerde voorbehandeling om koolstofzwart te winnen via pyrolyse. Het materiaal is gelijkaardig aan grafiet, maar door mensen vervaardigd. Bij gebruik in litiumionbatterijen produceerden de onderzoekers een kleine batterij op laboschaal met een omkeerbare capaciteit, die hoger is dan wat mogelijk is met commerciële grafietmaterialen. Na 100 cycli meet de capaciteit bijna 390 mAh per gram aan koolstofanode, wat de beste eigenschappen van commercieel grafiet overstijgt. De onderzoekers wijten dit resultaat aan de unieke microstructuur van de uit banden gewonnen koolstof. 

Goedkoop en milieuvriendelijk

Anodes zijn een van de belangrijkste accuonderdelen, goed voor 11-15 procent van de materialenmarkt. De nieuwe technologie biedt een antwoord op de nood om een goedkoop milieuvriendelijk anodemateriaal op basis van koolstofcomposiet te ontwikkelen met een groot oppervlak, hogere opslagsnelheid en stabiliteit op lange termijn. 

Het onderzoekscentrum plant een samenwerking met de Amerikaanse industrie om de technologie te patenteren en er lithiumioncellen mee te produceren voor de automotive, stationaire opslag, medische en militaire toepassingen. Andere mogelijke applicaties zijn onder meer waterfiltratie, gasabsorptie en -opslag. 

Verder wordt gewerkt aan een piloot voor een productieproces om de terugwinning van materiaal op te schalen en toepassingen te demonstreren, zoals anodes voor litiumionbatterijen in grote 'pouch cells'. Onderzoekers verwachten dat deze batterijen minder duur zullen zijn dan die geproduceerd met commerciële koolstofpoeders.