據(jù)外媒報(bào)道,美國(guó)加州大學(xué)河濱分校(UC Riverside)的工程師已經(jīng)研發(fā)了一種方法,以回收蘇打水瓶或水瓶等塑料垃圾,并將此類塑料垃圾制成可以用來(lái)存儲(chǔ)能源的納米材料。該大學(xué)的研究人員多年來(lái)一直致力于用玻璃瓶、沙灘中的沙、橡皮泥和香菇等可持續(xù)資源,打造儲(chǔ)能材料。最近,他們成功減少塑料污染,加速向100%清潔能源過(guò)渡。
(圖片來(lái)源:加州大學(xué)河濱分校)
研究人員表示:“到2040年,預(yù)計(jì)全球30%的汽車都是電動(dòng)車,而電池原材料的成本很高,一直是一大挑戰(zhàn)。采用填埋區(qū)的垃圾以及回收塑料瓶,可以降低電池的總成本,同時(shí)在消除全球塑料污染的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性的電池生產(chǎn)?!?
研究人員提出一種可持續(xù)性且非常直接的工藝,可回收蘇打水瓶和其他很多消費(fèi)品中的PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)塑料廢料,改造成多孔碳納米結(jié)構(gòu)。
首先,將PET塑料瓶的碎片溶解在溶劑中。然后,采用靜電紡絲工藝,用聚合物制出微小的纖維,并在熔爐中將塑料絲碳化。在與粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑混合后,該材料被干燥,并被組裝成硬幣電池芯類型的雙層超級(jí)電容器。
當(dāng)在超級(jí)電容器中測(cè)試該材料時(shí),該材料包含了由分散離子電荷和電子電荷形成的雙層電容器以及當(dāng)離子被電化學(xué)反應(yīng)吸收到材料表面時(shí)產(chǎn)生的氧化還原反應(yīng)偽電容的特性。雖然此電容器存儲(chǔ)的能量不如鋰離子電池多,但是充電速度要快得多,從而讓很多基于塑料廢料制成的電池可用于很多應(yīng)用領(lǐng)域。
通過(guò)在靜電紡絲纖維碳化之前“摻雜”各種化學(xué)物質(zhì)和礦物質(zhì),如硼、氮和磷,該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃調(diào)整最終材料,以改善其電氣化性能。
研究人員們認(rèn)為,該工藝可以擴(kuò)展,而且有市場(chǎng)價(jià)值,是避免將PET垃圾扔進(jìn)垃圾填埋場(chǎng)和海洋的好方法。