Новая технология превращает пластиковые бутылки в суперконденсатор

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали новую технику превращения пластиковых бутылок в материал для суперконденсаторов.

Когда дело доходит до хранения энергии, суперконденсаторы обладают невероятным потенциалом, а способность заряжаться и разряжаться почти мгновенно является одним из их основных преимуществ. Благодаря новым технологиям ключевые компоненты для этих устройств следующего поколения были получены из экологически чистых источников. Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR) разработали наноматериал, изготовленный из переработанных пластиковых отходов.

Этот прорыв был сделан группой инженеров под руководством Ченгиза Озкана из UCR, который в течение многих лет исследовал новые наноразмерные материалы, способные сделать суперконденсаторы жизнеспособными вариантами для хранения энергии. Ранее Озкан и ее коллеги добились многообещающих успехов с различными материалами, от графена до стеклянных бутылок, но их последнее открытие сосредоточено на решении одной из самых серьезных экологических проблем человечества — проблеме пластиковых отходов. Вы также можете совершить экскурс в историю и узнать, когда был изобретен пластик.

Команда начала с переработки пластиковых бутылок из полиэтилентерефталатного пластика, или ПЭТ. Их растворяли в растворителе и превращали в микроскопические волокна с помощью метода, известного как электроспиннинг, а затем волокна превращали в углерод в печи.

Затем материал был смешан со связующим и проводящим агентом перед включением в двухслойный конденсатор в форме плоского элемента. Испытания нового электрода в этой конфигурации показали, что он функционирует как вполне работоспособный компонент суперконденсатора.

«В UCR мы сделали первые шаги к переработке пластиковых отходов в перезаряжаемые устройства хранения энергии», — говорит докторант и первый автор Араш Мирджалили. «Мы считаем, что эта работа имеет экологические и экономические преимущества, и наш подход может предоставить возможности для будущих исследований и разработок».

Хотя суперконденсаторы заряжаются быстрее, чем литиевые батареи, они хранят меньше энергии. Разработав более емкий конденсатор, мы могли бы получить электромобили, которые заряжаются за минуты, а также телефоны или ноутбуки, которые делают то же самое. Пока же, это не альтернатива широко используемой сегодня архитектуре хранения энергии. Но команда считает, что использованный подход можно было бы адаптировать для повышения производительности этих литиевых батарей. К тому же, это решает проблему длительного периода разложения пластика.

«Утилизация пластиковых отходов ПЭТ для накопления энергии может считаться святым Граалем для экологичного производства электродных материалов из экологически безопасных источников отходов», — говорит Дженгиз Озкан. «За этой демонстрацией нового класса электродов при производстве суперконденсаторов последуют новые поколения литий-ионных аккумуляторов в будущем».