美国回收塑料垃圾制储能纳米材料|可制用于电动汽车的超级电容器

2020年9月16日

美国加州大学河滨分校(UC Riverside)的工程师已经研发了一种方法，以回收苏打水瓶或水瓶等塑料垃圾，并将此类塑料垃圾制成可以用来存储能源的纳米材料。该大学的研究人员多年来一直致力于用玻璃瓶、沙滩中的沙、橡皮泥和香菇等可持续资源，打造储能材料。最近，他们成功减少塑料污染，加速向100%清洁能源过渡。

(图片来源：加州大学河滨分校)

研究人员表示：“到2040年，预计全球30%的汽车都是电动车，而电池原材料的成本很高，一直是一大挑战。采用填埋区的垃圾以及回收塑料瓶，可以降低电池的总成本，同时在消除全球塑料污染的基础上，实现可持续性的电池生产。”

研究人员提出一种可持续性且非常直接的工艺，可回收苏打水瓶和其他很多消费品中的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)塑料废料，改造成多孔碳纳米结构。

首先，将PET塑料瓶的碎片溶解在溶剂中。然后，采用静电纺丝工艺，用聚合物制出微小的纤维，并在熔炉中将塑料丝碳化。在与粘结剂和导电剂混合后，该材料被干燥，并被组装成硬币电池芯类型的双层超级电容器。

当在超级电容器中测试该材料时，该材料包含了由分散离子电荷和电子电荷形成的双层电容器以及当离子被电化学反应吸收到材料表面时产生的氧化还原反应伪电容的特性。虽然此电容器存储的能量不如锂离子电池多，但是充电速度要快得多，从而让很多基于塑料废料制成的电池可用于很多应用领域。

通过在静电纺丝纤维碳化之前“掺杂”各种化学物质和矿物质，如硼、氮和磷，该团队计划调整最终材料，以改善其电气化性能。

研究人员们认为，该工艺可以扩展，而且有市场价值，是避免将PET垃圾扔进垃圾填埋场和海洋的好方法。

（来源:盖世汽车）