Alkaliska och zink-kolbatterier är vanliga i många självförsörjande enheter. Men när ett batteri är urladdat är det inte längre användbart och kasseras. Enligt uppskattningar produceras och säljs nästan 15 miljarder batterier över hela världen årligen. De flesta av dessa hamnar på deponier och en del bärgas för värdefulla metaller. Men även om dessa batterier inte är användbara finns det vanligtvis en liten mängd energi kvar i dem. Faktum är att ungefär hälften av dem innehåller så mycket som 50 % energi.

Nyligen undersökte en grupp forskare från Taiwan möjligheten att återvinna denna energi från engångsbatterier (eller primära) kasserade batterier. Ledd av professor Chien-Hsing Lee från NCKU, Taiwan, fokuserade gruppen sina forskningsansträngningar på denna front för att främja en cirkulär ekonomi för kasserade batterier.

Forskarna föreslog i sin studie en ny metod som kallas "självadaptiv pulsurladdning" (SAPD) som kan användas för att bestämma de optimala värdena för två nyckelparametrar - pulsfrekvens och arbetscykel - som bestämmer urladdningsströmmen från den kasserade batterier. En hög urladdningsström, enkelt uttryckt, motsvarar en hög mängd återvunnen energi.

"Att tappa lite kvarvarande energi från hushållsbatterier är en utgångspunkt för att minska avfallet, och den föreslagna energiåtervinningsmetoden fungerar som ett effektivt verktyg för att återanvända ett stort antal kasserade primärbatterier", säger Prof. Lee och förklarar sin motivation bakom studien. som publicerades i IEEE Transactions on Industrial Electronics .

Dessutom byggde forskarna en hårdvaruprototyp för deras föreslagna tillvägagångssätt som användes för att återvinna den återstående kapaciteten hos en batteribank som kan rymma minst 6 och högst 10 batterier av olika märken. De lyckades återvinna mellan 798–1455 J energi med en återvinningseffektivitet mellan 33 %–46 %.

För en kasserad primärcell fann forskarna att kortslutningsurladdningsmetoden (SCD) hade den högsta urladdningshastigheten i början av urladdningscykeln. SAPD-metoden visade dock en högre urladdningshastighet i slutet av urladdningscykeln. Genom att använda SCD- och SAPD-metoderna var den återvunna energin 32 % respektive 50 %. Men när dessa metoder kombinerades, återvanns 54 % av energin.

För att ytterligare validera genomförbarheten av den föreslagna metoden valdes några kasserade AA- och AAA-batterier för energiåtervinning. Teamet kunde framgångsrikt återvinna 35–41 % av energin från kasserade batterier. "Även om det inte verkar finnas någon fördel med att tömma en liten mängd energi från ett enda kasserat batteri, ökar den återvunna energin avsevärt om ett stort antal förbrukade batterier utnyttjas", säger Prof. Lee.

Forskarna föreslår att det kan finnas ett direkt samband mellan återvinningseffektiviteten och den återstående kapaciteten hos kasserade batterier. När det gäller de framtida konsekvenserna av deras arbete spekulerar prof. Lee att "modellen och prototypen som utvecklats kan tillämpas på andra batterityper än AA och AAA. Förutom olika typer av engångsbatterier, laddningsbara batterier, såsom litium -jonbatterier, kan också undersökas för att ge mer information om variationen mellan olika batterier." + Utforska vidare

Design och implementering av ett litiumjonbatterihanteringssystem för elbilar