Ученые превращают макулатуру в детали аккумуляторов для смартфонов и электромобилей

Ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore) разработали метод преобразования макулатуры из одноразовой упаковки, пакетов и картонных коробок в важнейший компонент литий-ионных ов.


С помощью процесса, называемого карбонизацией, который превращает бумагу в чистый углерод, исследователи NTU превратили бумажные волокна в электроды, из которых можно сделать перезаряжаемые батареи для мобильных телефонов, медицинского оборудования и ей.

Чтобы карбонизировать бумагу, команда подвергла бумагу воздействию высоких температур, в результате чего она превратилась в чистый углерод, водяной пар и масла, которые можно использовать в качестве биотоплива. Поскольку карбонизация происходит в отсутствие кислорода, при этом выделяется незначительное количество углекислого газа, и этот процесс является более экологичной альтернативой утилизации крафт-бумаги путем сжигания, производящего большое количество парниковых газов.

Углеродные аноды, произведенные исследовательской группой, также продемонстрировали превосходную долговечность, гибкость и электрохимические свойства. Лабораторные испытания показали, что аноды можно заряжать и разряжать до 1200 раз, что как минимум в два раза дольше, чем у анодов в современных телефонных батареях. Аккумуляторы, в которых используются аноды производства NTU, также могут выдерживать большие физические нагрузки, чем их аналоги, поглощая энергию дробления в пять раз лучше.

Метод, разработанный NTU, также использует менее энергоемкие процессы и тяжелые металлы по сравнению с современными промышленными методами производства анодов батарей. Поскольку анод стоит от 10 до 15 процентов от общей стоимости литий-ионной батареи.[1]Ожидается, что этот новейший метод, в котором используются дешевые отходы, также снизит стоимость их производства.

Результаты были опубликованы в научном рецензируемом журнале. Производство добавок в октябре.

Использование макулатуры в качестве сырья для производства аккумуляторных анодов также уменьшит нашу зависимость от традиционных источников углерода, таких как углеродсодержащие наполнители и углеродообразующие связующие, которые добываются, а затем перерабатываются с помощью агрессивных химикатов и машин.

Бумажные отходы, которые включают в себя выброшенные бумажные пакеты, картон, газеты и другую бумажную упаковку, составляли почти пятую часть отходов, образовавшихся в Сингапуре в 2020 году.[2].

Пакеты из крафт-бумаги, которые составляют основную часть бумажных отходов в Сингапуре, также оказывают большое воздействие на окружающую среду по сравнению с их аналогами из хлопка и пластика из-за их большего вклада в глобальное потепление при сжигании и потенциальной экологической токсичности при производстве. их, отдельное исследование NTU 2020 г.[3] найденный.