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普渡大學(xué)宣布可用作電池材料的微波塑料解決技術(shù)

鉅大LARGE  |  點擊量:490次  |  2021年08月25日  

為改進(jìn)當(dāng)前的電池技術(shù),科學(xué)家們已經(jīng)將目光面向了各種材料。同時也有人出于環(huán)保的目的而開展替代研究,比如普渡大學(xué)就提出了一個將一般的塑料廢棄物“變廢為寶”的新辦法。有趣的是,解決過程還可使用常見的家用微波技術(shù),來制作電池的核心組件。


這項研究沖破的關(guān)鍵,在于化學(xué)工程師們運(yùn)用了一種被稱作聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的可回收塑料。日常生活中,你會在飲用水等一次性產(chǎn)品的包裝上見到它的身影。


由于PET的數(shù)量很是豐富,因此研究人員正在努力改進(jìn)這種緊要聚合物的回收辦法,甚至將之轉(zhuǎn)變成一種截然不同的新材料,包括化學(xué)過濾器、碳纖維、以及用于建筑行業(yè)的混凝土狀物質(zhì)。


普渡大學(xué)研究人員選擇了對苯二甲酸二鈉這種材料,多年來,科學(xué)家一直在研究這種小有機(jī)分子是不是能夠替代鋰離子或鈉離子電池中的陽極材料,因其具有令人印象深刻的電化學(xué)性能和環(huán)保優(yōu)點。當(dāng)前電池多使用石墨和銅混合而成的材料作為陽極,而合成對苯二甲酸二鈉的新辦法,就是從將PET還原為薄片開始的。


接著研究團(tuán)隊對這些薄片進(jìn)行超快速的微博輻照解決(過程僅需2分鐘),即可將之轉(zhuǎn)化為“一朵花”(對苯二甲酸二鈉)。

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之后,科學(xué)家們通過一系列X射線衍射和光譜成像技術(shù),證實了這種經(jīng)過特殊工藝解決過的材料的純度。


近年來,具有快速反應(yīng)過程的微波技術(shù),已經(jīng)在有機(jī)反應(yīng)的適用性上引發(fā)了人們的關(guān)注。在典型的家用微波裝置中,研究團(tuán)隊已經(jīng)在120秒內(nèi)完成了從PET到對苯二甲酸二鈉的完全轉(zhuǎn)化。


這種新型陽極即可用于鋰離子電池、亦可用于鈉離子電池的功能部件,且研究人員對后者的大規(guī)模使用潛力出現(xiàn)了濃厚的興致。


由于地球上的鹽分(氯化鈉)很是豐富,因此鈉基電池有望進(jìn)一步降低儲能的成本,同時可著眼于大型可再生能源存儲處理辦法的將來。普渡大學(xué)化學(xué)工程副教授VilasPol表示,通過這樣研究,其正在幫助應(yīng)對可再生能源轉(zhuǎn)換和儲能擴(kuò)容的需求。


有關(guān)這項研究的詳情,已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《ACS可繼續(xù)化學(xué)與工程》(ACSSustainableChemistryEngineering)期刊上。

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