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E se potessimo riciclare l’energia rimanente nelle batterie scartate? Gli scienziati ora sanno come fare

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vecchie batterie

Credito: Unsplash/CC0 di dominio pubblico

Le batterie alcaline e zinco-carbone sono comuni in molti dispositivi autoalimentati. Tuttavia, una volta scaricata, una batteria non è più utilizzabile e viene eliminata. Secondo le stime, ogni anno nel mondo vengono prodotti e venduti quasi 15 miliardi di batterie. La maggior parte di questi finisce nelle discariche e alcuni vengono recuperati per metalli preziosi. Tuttavia, sebbene queste batterie non siano utilizzabili, di solito è rimasta una piccola quantità di energia in esse. Infatti, circa la metà di essi contiene fino al 50% di energia.

Di recente, un gruppo di ricercatori taiwanesi ha studiato la fattibilità del recupero di questa energia dalle batterie scartate monouso (o primarie). Guidato dal professor Chien-Hsing Lee dell’NCKU, Taiwan, il gruppo ha concentrato i suoi sforzi di ricerca su questo fronte per promuovere un’economia circolare per le batterie scartate.

I ricercatori, nel loro studio, hanno proposto un nuovo metodo chiamato “scarica autoadattativa dell’impulso” (SAPD) che può essere utilizzato per determinare i valori ottimali di due parametri chiave – frequenza dell’impulso e duty cycle – che determinano la corrente di scarica da le batterie scartate. Un’elevata corrente di scarica, in poche parole, equivale a un’elevata quantità di energia recuperata.

“Il drenaggio della piccola energia residua dalle batterie domestiche è un punto di partenza per la riduzione dei rifiuti e il metodo di recupero energetico proposto funge da strumento efficace per riutilizzare un gran numero di batterie primarie scartate”, afferma il prof. Lee, spiegando la sua motivazione dietro lo studio, che è stato pubblicato in Transazioni IEEE sull’elettronica industriale.

Inoltre, i ricercatori hanno costruito un prototipo hardware per il loro approccio proposto che è stato utilizzato per recuperare la capacità rimanente di un banco di batterie in grado di contenere almeno 6 e al massimo 10 batterie di marche diverse. Sono riusciti a recuperare tra 798 e 1455 J di energia con un’efficienza di recupero compresa tra il 33% e il 46%.

Per una cella primaria scartata, i ricercatori hanno scoperto che il metodo di scarica di cortocircuito (SCD) aveva la velocità di scarica più alta all’inizio del ciclo di scarica. Tuttavia, il metodo SAPD ha mostrato un tasso di scarico più elevato alla fine del ciclo di scarico. Utilizzando i metodi SCD e SAPD, l’energia recuperata è stata rispettivamente del 32% e del 50%. Tuttavia, combinando questi metodi, è stato recuperato il 54% dell’energia.

Per convalidare ulteriormente la fattibilità del metodo proposto, sono state scelte alcune batterie AA e AAA scartate per il recupero energetico. Il team è riuscito a recuperare con successo il 35%-41% dell’energia dalle batterie scartate. “Sebbene non sembri esserci alcun vantaggio nello scaricare una piccola quantità di energia da una singola batteria scartata, l’energia recuperata aumenta significativamente se viene sfruttato un gran numero di batterie usate”, afferma il prof. Lee.

I ricercatori suggeriscono che potrebbe esserci un collegamento diretto tra l’efficienza del recupero e la capacità residua delle batterie scartate. Quanto alle future implicazioni del loro lavoro, il prof. Lee ipotizza che “il modello e il prototipo sviluppato possono essere applicati a tipi di batteria diversi da AA e AAA. Oltre a diversi tipi di batterie monouso, è possibile esaminare anche batterie ricaricabili, come le batterie agli ioni di litio, per fornire più informazioni sulla variabilità tra le diverse batterie.”


Fornito da Cactus Communications

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