EV's kunnen een stuk schoner worden, dankzij recyclebare solid-state batterijen van het MIT

Een team van MIT-onderzoekers heeft een nieuwe, zelfassemblerende elektrolyt voor batterijen ontwikkeld die zou kunnen helpen bij het aanpakken van het dreigende elektronische afvalprobleem dat ontstaat door de explosieve groei van elektrische voertuigen. Het team creëerde een nieuw soort vast elektrolyt dat snel uit elkaar valt wanneer het in een "organisch oplosmiddel" wordt ondergedompeld Hierdoor kunnen waardevolle onderdelen gemakkelijk worden gerecycled.

Deze vondst - gepubliceerd in het tijdschrift Nature Chemistry - kan een nieuw tijdperk inluiden voor het ontwerpen van batterijen. De elektrolyt is gemaakt van moleculen die qua chemische structuur lijken op Kevlar. Wanneer deze moleculen aan water worden blootgesteld, assembleren ze zich automatisch en vormen ze miljoenen sterke, ionengeleidende nanobanden die onder hoge druk tot een vast materiaal geperst kunnen worden. Deze vaste elektrolyt wordt vervolgens gebruikt als verbindingslaag om de positieve en negatieve elektroden van een batterij bij elkaar te houden.

Aan het einde van de levensduur van de batterij kan de hele cel gewoon in een organisch oplosmiddel worden ondergedompeld. De elektrolyt lost binnen enkele minuten op - een proces dat de eerste auteur vergeleek met het oplossen van suikerspin in water - waardoor de batterij uit elkaar valt en gemakkelijk gerecycled kan worden.

Tot nu toe hebben we ons in de batterij-industrie geconcentreerd op hoogwaardige materialen en ontwerpen, en pas later geprobeerd uit te vinden hoe we batterijen met complexe structuren en moeilijk te recyclen materialen kunnen recyclen. Onze aanpak is om te beginnen met gemakkelijk recyclebare materialen en uit te zoeken hoe we deze geschikt kunnen maken voor batterijen. Batterijen vanaf het begin ontwerpen met het oog op recyclebaarheid is een nieuwe aanpak. - Yukio Cho, de eerste auteur van het artikel.

Het team bouwde met succes een werkende solid-state batterij met behulp van de nieuwe elektrolyt die ze maakten, hoewel de prestaties ondermaats waren in vergelijking met "goud-standaard commerciële batterijen" De onderzoekers zeggen dat dit de ontwikkeling van een circulaire economie voor batterijen zou kunnen stimuleren, waardoor er minder constant nieuw materiaal hoeft te worden gewonnen.