Когда выбрасываются аккумуляторы одноразовых электронных сигарет они ещё могут отработать сотни циклов

Литий-ионные аккумуляторы в одноразовых электронных сигаретах люди выбрасывают после однократного использования. Однако они могут продолжать работать в течение нескольких сотен циклов после этого, обладая довольно высокой ёмкостью. Исследования на этот счёт были опубликованы в нынешнем месяце в журнале Joule. Анализ был проведён исследователями из Университетского колледжа Лондона (UCL) и Оксфордского университета при поддержке Института Фарадея. Учёные подчеркнули растущую экологическую угрозу, которая исходит от вейпов, не предназначенных для перезарядки.

На территории Великобритании популярность одноразовых электронных сигарет резко выросла в 2021 году. С января 2021 года по апрель 2022 года этот рынок вырос в 18 раз. За 15 месяцев популярность этих электронных сигарет среди 18-летних молодых людей увеличилась с 0,4% до 54,8%. Такой быстрый рост привёл к появлению новых проблем с утилизацией отходов. Согласно статистике, еженедельно в Великобритании выбрасывается 1,3 млн таких устройств. Из-за этого примерно 10 тонн лития из этих аккумуляторов ежегодно увозится на свалки. При этом создаётся угроза близлежащим водным путям, которые загрязняются, никелем и органическими растворителями. Исследователи пришли к выводу, что аккумуляторы в электронных сигаретах должны быть перезаряжаемыми. Это значительно снизит количество отходов от них.

Для проверки своих предположений, Ширинг с коллегами извлекли аккумуляторы из одноразовых электронных сигарет и оценили их ресурсы с помощью методик и инструментов, используемых для изучения аккумуляторных батарей в электромобилях и прочих устройствах. Они под микроскопом исследовали аккумуляторы с использованием рентгеновской томографии для составления карты их внутренней структуры и изучения состава материалов. Они многократно разряжали и заряжали аккумуляторы под микроскопом, чтобы понять насколько хорошо они сохраняют свои электрохимические характеристики со временем. Некоторые образцы они перезаряжали сотни раз.

Ширинг сказал, что широкая общественность должна знать о типах аккумуляторов, используемых в таких устройствах, а также о необходимости их правильно утилизировать. Производителям таких устройств следует обеспечить экосистему для переработки и повторного использования аккумуляторов для электронных сигарет. По умолчанию производители должны выпускать перезаряжаемые устройства, считают учёные.

Ширинг со своей командой также исследуют новые более селективные методы переработки аккумуляторов, позволяющие восстанавливать отдельные компоненты без перекрестного загрязнения. Они изучают более устойчивые химические составы аккумуляторов, включая литий-серные, постлитий-ионные и натрий-ионные батареи. Для решения проблем во всей цепочке поставок аккумуляторов, говорят учёные, нужно учитывать жизненный цикл аккумуляторных батарей при рассмотрении любого из направлений использования.

Ширинг говорит, что поиски более экологичного решения пронизывают все их работы. Это касается, как вейпов, так и аккумуляторов для электрических вертолётов. Они используют мыслительный процесс для понимания жизненного цикла аккумуляторного устройства. Эта работа была поддержана премией EPSRC CASE Award, Институтом Фарадея, Департаментом науки, инноваций и технологий (DSIT) и Королевской инженерной академией — кафедра новых технологий, а также Национальной физической лабораторией (NPL).