תחום טכנולוגיית הסוללות מובל על ידי ליתיום ברזל פוספט (LiFePO4).סוללותהסוללות אינן מכילות את הרעלן קובלט והן זולות יותר מרוב האלטרנטיבות שלהן. הן אינן רעילות ובעלות חיי מדף ארוכים יותר. לסוללת LiFePO4 פוטנציאל מצוין לעתיד הנראה לעין.

סוללות ליתיום ברזל פוספט: בחירה יעילה ביותר ומתחדשת

סוללת LiFePO4 יכולה להגיע לטעינה מקסימלית בפחות משעתיים של טעינה וכאשר הסוללה אינה בשימוש. קצב הפריקה העצמית הוא רק 2% לחודש, בעוד שקצב הפריקה העצמית בסוללות עופרת-חומצה הוא 30%.

בהשוואה לסוללות עופרת-חומצה, סוללות ליתיום-יון פולימר (LFP) מציעות צפיפות אנרגיה גדולה פי 4. לסוללות אלו יש גם את מלוא הקיבולת שלהן, 100%, וכתוצאה מכך ניתן לטעון אותן תוך זמן קצר. בשל משתנים אלה, הביצועים האלקטרוכימיים שלסוללות LiFePO4יעיל מאוד.

התקני אחסון אנרגיה בסוללות עשויים לסייע לחברות להפחית את הוצאות החשמל שלהן. מערכות סוללות אוגרות אנרגיה מתחדשת נוספת לשימוש מאוחר יותר, כאשר החברה תזדקק לה. בהיעדר מערכת אחסון אנרגיה, חברות נדרשות לרכוש אנרגיה מהרשת במקום להשתמש במשאבים שיצרו מראש.

לסוללה יש הספק עקבי עם אותה כמות זרם גם כאשר היא מגיעה לקיבולת של 50%. סוללות LFP, בניגוד למתחרותיהן, יכולות לעבוד בטמפרטורות גבוהות. המבנה הגבישי החזק של ברזל פוספט גם לא יתפרק בעת טעינה ופריקה, מה שמוביל לעמידות במחזורי טעינה ותוחלת חיים ארוכה יותר.

משתנים רבים תורמים לשיפור סוללות LiFePO4, כולל משקלן הנמוך. הן קלות יותר בכ-50 אחוז מסוללות ליתיום אחרות וכ-70 אחוז מסוללות עופרת. שימוש בסוללת LiFePO4 במכונית מביא לצריכת דלק מופחתת וליכולת תמרון משופרת.

סוללה ידידותית לסביבה

בהשוואה לסוללות עופרת-חומצה, סוללות LiFePO4 מהוות איום נמוך בהרבה על הסביבה הסובבת, מכיוון שהאלקטרודות בסוללות אלו עשויות מחומרים שאינם מסוכנים. מדי שנה, מספר סוללות העופרת-חומצה הנזרקות עולה על שלושה מיליון טון.

ניתן להפיק תועלת מהחומר המשמש באלקטרודות, בחוטים ובמעטפות של סוללות LiFePO4 על ידי מיחזור סוללות אלו. סוללות ליתיום חדשות עשויות להפיק תועלת משילוב חלק מחומר זה. תרכובת ליתיום ספציפית זו מושלמת למטרות אנרגיה גבוהות ולפרויקטים אנרגטיים כגון מתקני אנרגיה סולארית, מכיוון שהיא יכולה לעמוד בטמפרטורות גבוהות מאוד.

לצרכנים יש אפשרות לרכוש סוללות LiFePO4 המיוצרות מחומרים ממוחזרים. מכיוון שלסוללות ליתיום המשמשות להובלה ואחסון אנרגיה יש אורך חיים כה ארוך, מספר משמעותי מהן תמיד בשימוש, למרות העובדה שהליכי המיחזור עדיין נמצאים בפיתוח.

מגוון רחב של יישומי LiFePO4

סוללות אלו משמשות במגוון רחב של סביבות, כולל פאנלים סולאריים, מכוניות, סירות ויישומים אחרים.

LiFePO4 היא סוללת הליתיום הבטוחה והעמידה ביותר הקיימת לשימוש מסחרי. לכן, היא אידיאלית עבור יישומים תעשייתיים כגון מכונות רצפה ושערי מעלית.

ניתן להשתמש בטכנולוגיית LiFePO4 במגוון רחב של יישומים. זמן ריצה ארוך יותר וזמן טעינה קצר יותר פירושם זמן דיג נוסף בקיאקים ובסירות דיג.

מחקר חדש של גישת אולטרסאונד על סוללות ליתיום ברזל פוספט

כמות סוללות ליתיום ברזל פוספט המשומשות גדלה מדי שנה; אם סוללות אלו לא יוסרו במסגרת זמן סבירה, הן יתרום לזיהום הסביבה ויצרכו כמות משמעותית של משאבי מתכת.

הקתודה של סוללות ליתיום-ברזל פוספט מכילה כמות משמעותית של המתכות המרכיבות את הרכבן. גישת האולטרסאונד היא צעד חשוב לקראת תהליך שחזור סוללות LiFePO4 פריקות.

כדי לפתור את חוסר היעילות של טכניקת מיחזור LiFePO4, נחקר מנגנון הדינמיקה של בועות מוטסות של אולטרסאונד בסילוק חומרי קתודה של ליתיום פוספט באמצעות צילום במהירות גבוהה ומידול שוטף, כמו גם תהליך הניתוק.

יעילות השבת ליתיום ברזל פוספט הגיעה ל-77.7 אחוזים, ואבקת ה-LiFePO4 ששוחזרה הציגה מאפיינים אלקטרוכימיים מצוינים. הליך הניתוק החדשני שפותח בעבודה זו נוצל להשבת LiFePO4 פסולת.

התקדמות חדשה של ליתיום ברזל פוספט

ניתן לטעון סוללות LiFePO4, מה שהופך אותן לנכס לסביבה שלנו. השימוש בסוללות כאמצעי לאגירת אנרגיה מתחדשת הוא יעיל, אמין, בטוח ומועיל לסביבה. ניתן לייצר פיתוח נוסף של חומרי ליתיום ברזל פוספט שונים באמצעות תהליך האולטרסאונד.