Переработка пластиковых отходов в устойчивое хранилище энергии

Что, если существует возможность решить две из наиболее крупных проблем Земли одним ударом? Инженеры Калифорнийского университета в Риверсайде (КУР) разработали способ переработки пластиковых отходов, таких как бутылки из-под газировки или воды, в наноматериал, который полезен для хранения энергии.

Михри и Ченгиз Озкан и их студенты годами работали над улучшенными материалами для хранения энергии из устойчивых источников, таких как стеклянные бутылки, песок с пляжа, умного пластилина «Silly Putty» и грибов портобелло. Их недавний успех может помочь в борьбе с загрязнением пластиков и ускорить переход к 100% чистой энергии.

«Тридцать процентов мирового парка автомобилей должны быть электрическими к 2040, как ожидается, и высокая стоимость сырья для производства батарей – важная проблема», — говорит Михри Озкан, профессор электротехники в Колледже инженериии Марлан и Розмари Боурнс (в структуре КУР). «Использование отходов из полигонов и переработка пластиковых бутылок может снизить общую стоимость батарей, делая их производство устойчивым на фоне устранения проблемы пластикового загрязнения во всем мире».

В статье, опубликованной в открытом доступе в журнале Energy Storage, исследователи описывают устойчивый и простой способ переработки пластиковых отходов полиэтилен терефталата или ПЭТ, присутствующего в бутылках из-под газировки и многих других потребительских товарах, в пористую углеродную наноструктуру.

Сначала они растворили куски пластиковых ПЭТ-бутылок в растворителе. Затем, используя процесс электропрядения, они произвели микроскопические волокна из полимера и карбонизировали пластиковые нити в печи. После смешения со связующим и проводящим агентом, материал высушили и собрали в электрический двухслойный суперконденсатор в формате кнопочного элемента питания.

При испытаниях внутри суперконденсатора материал сохранил характеристики как и двухслойного проводника, сформированного расположением разделенных ионных и электронных зарядов, так и окислительно-восстановительную псевдо-ёмкость, которая появляется, когда ионы электрохимически абсорбируются на поверхности материалов.

Хотя они и не хранят объемы энергии, аналогичные литий-ионным батареям, эти суперпроводники могут заряжаться намного быстрее, делая батареи на основе пластиковых отходов хорошим вариантом для многих сценариев применения.

Начиняя электроплетеные волокна перед карбонизацией различными химикатами и минералами, например, бором, азотом и фосфором, группа планирует оптимизировать финальный материал для улучшения его электрических свойств.

«В КУР мы сделали первые шаги на пути переработки пластиковых отходов в перезаряжаемое устройство для хранения энергии», — сказал аспирант и первый автор статьи Араш Мирджалили. «Мы считаем, что у этой работы есть экологические и экономические преимущества, и что наш подход может создать возможности для дальнейших исследований и разработок».

Авторы уверены, что процесс масштабируем и конкурентоспособен на рынке, и что он представляет большой прогресс на пути к предотвращению попадания ПЭТ на свалки и в океаны.

«Переработка ПЭТ пластика для хранения энергии может считаться святым Граалем для зеленого производства электродных материалов из устойчивых источников отходов», — заявил профессор машиностроения Ченгиз Озкан. «Эта демонстрация нового класса электродов в производстве суперконденсаторов происходит перед появлением нового поколения литий-ионных батарей в будущем, так что следите за этим».

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200812115322.htm

ООО "Авентин"

ИНН 7801396710, КПП 770501001,
ОКПО 79703710, ОГРН 1057813267258
Адрес: 115093, Москва, ул. Люсиновская, д. 36, стр. 1
Телефон: +7 (499) 705-14-84, E-Mail: info@aventine.ru