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技术资讯:美研发人员将废塑料制成电池阳极

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发表于 2019-3-27 21:48:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
全世界每年生产数亿吨塑料,其中大部分(超过85%)进入垃圾填埋场或海洋。填埋塑料将有毒化学物质释放到环境中,其中大部分仍然在海洋中释放。到2050年,预计塑料数量将超过世界海洋中的鱼类。
美国研究人员提出了一种废塑料处理的新方法。美国化学学会出版的一篇论文展示了印第安纳州普渡大学的研究人员如何从废塑料中提取纯碳,并将其转化为锂离子电池的阳极材料,这种材料为玩具卡车提供动力。
该团队声称该方法可以轻松扩展。如果是这样的话,塑料废弃物可能会为光伏产业中的升级产品找到一个新的方向,因为并置存储正越来越普及。此外,电动汽车的发展可能为这种阳极材料创造一个相当大的市场。
据介绍,研究团队将高密度和低密度PE(即Ziploc袋和其他家用塑料)浸入硫酸H2SO4中,浓度为1g:20ml。然后将该混合物置于溶剂热Parr反应器中并在110摄氏度下加热12小时,低于PE转化为有害气体的温度,而不转化为有价值的碳产物(115-135摄氏度)。
反应后,将内置于反应容器中的碳薄片用去离子水洗涤并使其干燥。然后将产物在坩埚中在氩气流下在900摄氏度下碳化。将所得材料在玛瑙研钵中处理,以形成粉末。该方法对于低密度PE产生65±5%的质量产率,对于高密度材料产生54±3%的质量产率。
然后将粉末压制成碳芯片用于锂离子电池阳极,当在室温下以C-速率5循环时,其产生230和350mAh/g比容量,分别用于低密度和高密度PE。当在50摄氏度下循环时,阳极产生290和440mAh/g的容量。
研究人员称,该方法生产的电池阳极与市售产品具有竞争力。
特别是聚乙烯(PE),含有着色剂,染料,标签和粘性添加剂,增加了回收的难度,并且焚烧的能量回收低且昂贵,因为需要进行空气排放控制并且副产物灰通常是危险废物。
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