加州大學(xué)科學(xué)家將可回收塑料廢料變成超級電容器材料

據(jù)外媒報道，超級電容器在儲能方面具有令人難以置信的潛力，幾乎瞬間充放電的能力是其主要賣點之一。加州大學(xué)河濱分校(UCR)的科學(xué)家們正在以一種由可回收塑料廢料制成的納米材料的形式，為這些下一代設(shè)備的關(guān)鍵部件提供這種可能性。

這一突破來自UCR的Cengiz Ozkan領(lǐng)導(dǎo)的一個工程師團隊，多年來，他一直在研究新的納米級材料，以幫助使超級電容器成為可行的儲能選擇。此前，Ozkan和她的同事們已經(jīng)取得了從石墨烯到玻璃瓶等各種材料的進展，但他們的最新發(fā)現(xiàn)主要集中在我們所面臨的最大環(huán)境問題之一的塑料垃圾上。

該團隊首先使用由聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料或PET制成的塑料瓶碎片。這些瓶子被溶解在溶劑中，并使用一種被稱為電紡的技術(shù)將其變成微觀纖維，然后在熔爐中將纖維轉(zhuǎn)化為碳。然后將該材料與粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑混合，再將其制成類似硬幣電池形狀的雙層電容器。在這種配置下對新電極材料的測試表明，它完全可以作為超級電容器的組件發(fā)揮作用。

“在UCR，我們已經(jīng)邁出了將塑料垃圾回收利用為可充電儲能裝置的第一步，”研究第一作者、博士生Arash Mirjalili說。“我們相信這項工作具有環(huán)境和經(jīng)濟優(yōu)勢，我們的方法可以為未來的研究和發(fā)展帶來機會。”

雖然超級電容器的充電速度比鋰電池快，但它們儲存的能量卻沒有鋰電池多。因此，雖然它們可以讓電動汽車在幾分鐘內(nèi)而不是幾個小時內(nèi)就能充電，或者手機或筆記本電腦也能做到這一點，但今天廣泛使用的儲能架構(gòu)仍將有一席之地。但該團隊認為，這里使用的方法也可以被改造成改善這些鋰電池的性能。

“PET塑料廢棄物的升級循環(huán)用于儲能應(yīng)用可以被認為是利用可持續(xù)廢物資源綠色制造電極材料的圣杯，”Cengiz Ozkan說。“這種新型電極在制造超級電容器中的示范作用，未來將在新一代鋰離子電池中得到應(yīng)用，敬請期待。”

該研究成果發(fā)表在《Energy Storage》雜志上。

關(guān)鍵詞： 超級電容