Утилізація пластикових відходів до стійкого зберігання енергії

Що робити, якщо ви могли вирішити дві найбільші проблеми Землі за один удар? Інженери UC Riverside розробили спосіб переробки пластикових відходів, таких як сода або пляшки з водою, у наноматеріал, корисний для зберігання енергії.

Мірі та Сенгіз Озкан та їхні студенти роками працюють над створенням вдосконалених матеріалів для зберігання енергії із стійких джерел, таких як скляні пляшки, пляжний пісок, гриби Silly Putty та гриби з переносниками. Останній їхній успіх може зменшити забруднення пластиком та прискорити перехід до 100% чистої енергії.

"Тридцять відсотків світового парку автомобілів, як очікується, будуть електричними до 2040 року. Дорожнеча сировинних акумуляторних матеріалів — це складне завдання", — сказав Міхрі Озкан, професор електротехніки в Інженерному коледжі Марлана та Розмарі Борнс. "Використання відходів з сміттєзвалища та переробки пластикових пляшок може знизити загальну вартість акумуляторів, одночасно зробивши виробництво акумуляторів стійким до усунення пластичного забруднення у всьому світі".

У статті з відкритим доступом, опублікованій в Зберігання енергії, дослідники описують стійкий, простий процес переробки пластмасових відходів поліетилентерефталату або ПЕТ, виявлених у содових пляшках та багатьох інших споживчих продуктах, у пористу вуглецеву наноструктуру.

Вони спочатку розчиняли шматочки ПЕТ-пластикових пляшок у розчиннику. Потім, використовуючи процес, що називається електропресуванням, вони виготовляли мікроскопічні волокна з полімеру і карбонізували пластикові нитки в печі. Після змішування зі сполучною речовиною та електропровідним агентом матеріал потім сушили та збирали в електричний двошаровий суперконденсатор у форматі монетного осередку.

Під час випробування в суперконденсаторі матеріал містив характеристики як двошарового конденсатора, утвореного розташуванням розділених іонних, так і електронних зарядів, а також окислювально-відновлювальної псевдо ємності, що виникає, коли іони електрохімічно поглинаються на поверхні матеріалів.

Хоча вони не зберігають стільки енергії, як літій-іонні акумулятори, ці суперконденсатори можуть заряджатись набагато швидше, що робить батареї на основі пластикових відходів хорошим варіантом для багатьох застосувань.

Завдяки «допінгу» волокон електропроводу перед карбонізацією різними хімічними речовинами та мінералами, такими як бор, азот та фосфор, команда планує налаштувати підсумковий матеріал для покращення електричних властивостей.

"У UCR ми зробили перші кроки на шляху до переробки пластикових відходів у акумуляторний накопичувач енергії", — сказав докторант та перший автор Араш Мірджалілі. "Ми вважаємо, що ця робота має екологічні та економічні переваги, і наш підхід може запропонувати можливості для майбутніх досліджень та розробок".

Автори вважають, що цей процес є масштабованим та товарним, і що він є значним прогресом у напрямку утримання відходів ПЕТ на сміттєзвалищах та океанах.

"Утилізація пластмасових відходів ПЕТ для застосувань для зберігання енергії може вважатися святим зерном для зеленого виготовлення електродних матеріалів із стійких джерел відходів", — сказав професор машинобудування Кнегіз Озкан. "Ця демонстрація нового класу електродів при виготовленні суперконденсаторів в майбутньому буде супроводжуватися літій-іонними акумуляторами нового покоління, тому будьте в курсі".

Facebook Comments