普渡大學宣布可用作電池材料的微波塑料處理技術
發布時間:2020-05-04 13:32:00

普渡大學宣布可用作電池材料的微波塑料處理技術

為改進當前的電池技術,科學家們已經將目光面向了各種材料。同時也有人出于環保的目的而開展替代研究,比如普渡大學就提出了一個將普通的塑料廢棄物“變廢為寶”的新方法。有趣的是,處理過程還可使用常見的家用微波技術,來制作電池的核心組件。


這項研究突破的關鍵,在于化學工程師們運用了一種被稱作聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的可回收塑料。日常生活中,你會在飲用水等一次性產品的包裝上見到它的身影。


由于PET的數量很是豐富,因此研究人員正在努力改進這種重要聚合物的回收方法,甚至將之轉變成一種截然不同的新材料,包括化學過濾器、碳纖維、以及用于建筑行業的混凝土狀物質。


普渡大學研究人員選擇了對苯二甲酸二鈉這種材料,多年來,科學家一直在研究這種小有機分子是否能夠替代鋰離子或鈉離子電池中的陽極材料,因其具有令人印象深刻的電化學性能和環保優勢。 當前電池多使用石墨和銅混合而成的材料作為陽極,而合成對苯二甲酸二鈉的新方法,就是從將PET還原為薄片開始的。


接著研究團隊對這些薄片進行超快速的微博輻照處理(過程僅需2分鐘),即可將之轉化為“一朵花”(對苯二甲酸二鈉)。


之后,科學家們通過一系列X射線衍射和光譜成像技術,證實了這種經過特殊工藝處理過的材料的純度。


近年來,具有快速反應過程的微波技術,已經在有機反應的適用性上引發了人們的關注。 在典型的家用微波裝置中,研究團隊已經在120秒內完成了從PET到對苯二甲酸二鈉的完全轉化。


這種新型陽極即可用于鋰離子電池、亦可用于鈉離子電池的功能部件,且研究人員對后者的大規模應用潛力產生了濃厚的興趣。


由于地球上的鹽分(氯化鈉)很是豐富,因此鈉基電池有望進一步降低儲能的成本,同時可著眼于大型可再生能源存儲解決方案的未來。 普渡大學化學工程副教授Vilas Pol表示,通過這樣研究,其正在幫助應對可再生能源轉換和儲能擴容的需求。


有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《ACS可持續化學與工程》(ACS Sustainable Chemistry & Engineering)期刊上。


原標題為《Rapid Upcycling of Waste Polyethylene Terephthalate to Energy Storing Disodium Terephthalate Flowers with DFT Calculations》。


稿件來源: cnBeta.COM
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