Ученые переработали пластиковые отходы в элементы для хранения энергии

Как сообщает КАПИТАЛ СТРАНЫ: 

Ученые превратили пластиковые отходы в наноматериал для использования в батареях. Хотя они не хранят столько энергии, как литий-ионные батареи, суперконденсаторы, изготовленные из этого материала, могут заряжаться намного быстрее.

Что, если бы вы могли решить две самые большие проблемы Земли одним махом? Инженеры UC Riverside разработали способ переработки пластиковых отходов, таких как бутылки из-под газированных напитков и воды, в наноматериал, полезный для хранения энергии.

Михри и Дженгиз Озкан и их ученики годами работали над созданием улучшенных материалов для хранения энергии из экологически чистых источников, таких как, например, пластиковые и стеклянные бутылки. Их последний успех может снизить загрязнение пластиком и ускорить переход на 100% чистую энергию.

«Ожидается, что к 2040 году 30% мирового автопарка будут электрическими, и высокая стоимость сырья для аккумуляторов является проблемой», – сказал Михри Озкан, профессор электротехники в инженерном колледже Марлана и Розмари Борнс UCR. «Использование отходов со свалок и вторичная переработка пластиковых бутылок может снизить общую стоимость аккумуляторов, сделав при этом производство аккумуляторов устойчивым, помимо устранения пластикового загрязнения во всем мире».

В своей работе исследователи описали устойчивый и простой процесс переработки полиэтилентерефталатных пластиковых отходов, или ПЭТ, содержащихся в бутылках из-под газировки и многих других потребительских товарах, в пористую углеродную наноструктуру.

Сначала они растворили в растворителе кусочки пластиковых бутылок из ПЭТ. Затем, используя процесс, называемый электроспиннингом, они изготовили микроскопические волокна из полимера и карбонизировали пластиковые нити в печи. После смешивания со связующим и проводящим агентом материал затем сушили и собирали в электрический двухслойный суперконденсатор в формате плоского элемента.

При испытании в суперконденсаторе материал обладал характеристиками как двухслойного конденсатора, образованного посредством расположения разделенных ионных и электронных зарядов, так и псевдоемкости окислительно-восстановительной реакции, которая возникает, когда ионы электрохимически поглощаются на поверхности материалов.

Хотя они не хранят столько энергии, как литий-ионные батареи, эти суперконденсаторы могут заряжаться намного быстрее, что делает батареи на основе пластиковых отходов хорошим вариантом для многих приложений.

Путем «легирования» электропряденых волокон перед карбонизацией различными химическими веществами и минералами, такими как бор, азот и фосфор, команда планирует настроить конечный материал для улучшения электрических свойств.

«В UCR мы сделали первые шаги к переработке пластиковых отходов в перезаряжаемые устройства хранения энергии», – сказал докторант и первый автор Араш Мирджалили. «Мы считаем, что эта работа имеет экологические и экономические преимущества, и наш подход может предоставить возможности для будущих исследований и разработок».

Авторы считают, что этот процесс масштабируем и востребован, и что он представляет собой значительный прогресс в предотвращении попадания отходов ПЭТ на свалки и в океаны, пишет ScienceDaily.

«Утилизация пластиковых отходов ПЭТ для накопления энергии может считаться святым Граалем для экологически чистого производства электродных материалов из экологически безопасных источников отходов», – сказал профессор машиностроения Дженгиз Озкан. «За этой демонстрацией нового класса электродов при производстве суперконденсаторов в будущем последует новое поколение литий-ионных батарей, так что следите за обновлениями».

Оригинал статьи по ссылке

0 0 голос
Рейтинг статьи
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Ответы...
Показать все комментарии
0
Если вам есть, что сказать - напишите свой комментарийx
()
x
Scroll to Top