新技術將口罩廢料製成新型電池
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新技術將口罩廢料製成新型電池,科學家的一項最新研究成果將口罩與電池聯繫在一起,同時爲廢舊口罩回收和電池供應緊缺兩大難題帶來了新思路。新技術將口罩廢料製成新型電池。
新技術將口罩廢料製成新型電池1
自新冠疫情發生以來,人們對口罩的需求一直存在,口罩也成爲了大家日常生活中的消耗品。俄羅斯國立研究型技術大學開發出一項新技術,利用舊口罩生產經濟型電池,而電池外殼由廢舊的藥品包裝製造。據悉,相關研究發表已在《能源儲存》雜誌上。
研究人員表示,這項新技術可獲得既薄又靈活的廉價電池,由於其成本低,這些電池也可以是一次性的。利用舊口罩以及廢舊的藥品包裝等這些物品,在一定程度上做到了資源的可循環利用。
與傳統的同類產品相比,這款研發出來的新電池具有高密度的存儲能量和電容。據瞭解,其製造步驟大致分爲三步:首先,用超聲波對口罩進行消毒,再浸入石墨烯“墨水”中;然後將材料在壓力下壓制,加熱到140℃;最後在兩個由新材料製成的電極之間放置一個具有絕緣性能的墊片,這個墊片也由口罩材料製成。
據悉,以前使用類似技術生產的扣式電池的容量爲每1千克10瓦時,但是這款新電池的容量提高到了每千克98瓦時。
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隨着疫情防控的常態化,口罩已經成爲人們的生活必備品。然而,它一方面保護着我們,另一方面卻也在危害着生態環境,威脅着一些生物的生命安全。
統計顯示,目前全球口罩的日消耗量能達到10億隻。如果所有口罩中有1%處理不當,那每天就可能有1000萬隻廢棄口罩對環境形成威脅。
爲此,科學家的一項最新研究成果將口罩與電池聯繫在一起,同時爲廢舊口罩回收和電池供應緊缺兩大難題帶來了新思路。
2月12日消息,據ScienceDirect報道,俄羅斯國立科技大學研究人員與來自美國、墨西哥的同事共同開發了一項新技術。
可以利用口罩廢料來生產具有成本效益的新型電池,電池外殼則由藥品吸塑包裝製成,相關研究發表在《儲能雜誌》上。
科學家介紹,這種新型電池重量更輕且成本更低,該電池的能量密度已經接近目前最常見的鋰離子電池。
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據外媒報道,俄羅斯國立科技大學(NUST MISIS)及來自美國、墨西哥的研究人員共同開發了一種新技術,利用醫療廢棄物,生產高性價比電池。
(圖片來源:MISIS)
新冠疫情期間,全球每個月要使用1300多億個口罩。這些口罩變成了數百噸聚合物垃圾,而且燃燒時會釋放有毒氣體,因此急需回收。
研究人員表示,其技術可將難以回收的'廢棄物轉化爲原材料。NUST MISIS及其他國家的研究人員共同開發了一種新技術,利用用過的口罩生產高性價比電池,而廢棄的藥物罩板包裝也可以用作保護外殼。醫療廢棄物是製造這種電池的基礎物質,另外還需要石墨烯。
通過這項新技術,可以生產薄型、靈活、低成本的一次性電池。傳統鍍金屬電池(metal-coated batteries)較重,製造成本更高。相比之下,這些新電池在很多方面更具優勢,可用於鐘錶和檯燈等家用電器。
NUST MISiS的科學主任Anvar Zakhidov教授表示:“要製造超級電容類電池,需要經過以下過程。首先利用超聲波給口罩消毒,然後將其浸入由石墨烯製成的墨水中,使口罩達到飽和;
接着將材料加壓並加熱至140°C(傳統的超級電容電池需要高達1000-1300°C的溫度來進行熱解-碳酸化,而新技術可以將能耗降低10倍);然後將具有絕緣性的隔板(也由口罩材料製成)放在由新材料製成的兩個電極之間;通過特殊的電解液使其達到飽和,最後利用藥物罩板包裝材料來構建保護外殼。”
與傳統蓄電池相比,新電池具有高儲能密度和電容量。以前通過類似技術製造的電池(pellet batteries)容量爲10wh/kg,而在此項研究中,研究人員已設法實現98wh/kg。
將CaCo氧化物類的無機鈣鈦礦型納米顆粒,添加到利用口罩生產的電極中,可使電池的能量容量進一步增加至208wh/kg。其電容量高達1706 F/g,比沒有添加石墨烯的領先碳化電極的容量(1000 F/g)要高得多。
研究人員曾嘗試,使用各種多孔的天然材料和廢棄物,製造超級電容器的電極,比如椰殼、稻殼,最近甚至還用過舊報紙、汽車廢棄輪胎等。然而,使用這些材料,總是要在特殊的熔爐中進行高溫退火(碳化)。事實證明,口罩是一種更容易獲得、成本更低的加工材料,石墨烯的飽和度足以賦予其獨特的性能。
研究團隊計劃,未來將利用這項新技術生產的電池,用於電動汽車、太陽能發電站和其他應用。
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