Tái sử dụng túi nhựa làm cực dương cho pin lithium-ion

3/4/2019 4:44 PM

Ô nhiễm túi nhựa đã trở thành một vấn đề môi trường nghiêm trọng của rất nhiều quốc gia trên thế giới. Nhưng nếu túi nhựa đã qua sử dụng có thể được tái sản xuất thành các sản phẩm có giá trị cao thì sao? Giờ đây các nhà nghiên cứu đã công bố một phương pháp mới để chuyển đổi túi nhựa thành chip carbon có thể được sử dụng làm cực dương cho pin lithium-ion. Công bố này được phát hành trên tạp chí ACS Omega.

Nhiều túi nhựa chỉ được sử dụng một lần, sau đó được xử lý và kết thúc tại các bãi rác, đại dương và các nơi khác trong môi trường, nơi chúng có thể mất hàng trăm năm để phân hủy. Các nhà khoa học từ lâu đã nhận ra rằng polyetylen trong túi nhựa có thể là nguồn carbon dự trữ năng lượng rẻ tiền. Tuy nhiên, các phương pháp trước đây để nâng cao polyetylen thành carbon nguyên chất là không hiệu quả hoặc đòi hỏi các quy trình phức tạp, tốn kém. Vilas Pol và các đồng nghiệp đến từ trường Kỹ thuật Hóa học Davidson, Đại học Purdue, Hoa Kỳ đã phát triển một phương pháp giải quyết đơn giản nhưng rất hiệu quả để chuyển đổi chất thải nhựa thành vật liệu có chứa carbon hữu ích.

Các nhà nghiên cứu này đã ngâm túi nhựa polyetylen trong axit sunfuric và đặt chúng vào bên trong lò phản ứng nhiệt, sau đó làm nóng mẫu đến ngay dưới nhiệt độ nóng chảy của polyetylen. Cách xử lý này đã khiến các nhóm axit sulfonic chèn vào giữa các liên kết carbon-carbon để nhựa có thể được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiều mà không bay hơi thành khí độc. Sau đó, họ loại bỏ sulfonated polyethylene từ lò phản ứng và nung nó trong môi trường khí trơ để tạo ra carbon tinh khiết. Sản phẩm carbon này sau đó đã được nghiền thành một loại bột màu đen và được sử dụng để tạo ra cực dương cho các pin lithium-ion. Kết quả chất lượng của các sản phẩm pin này đã được xác định tương đương với pin thương mại.

Nguồn: ScienceDaily

Journal reference: Saúl Villagómez-Salas, Palanisamy Manikandan, Salvador Francisco Acuña Guzmán, Vilas G. Pol. Amorphous Carbon Chips Li-Ion Battery Anodes Produced through Polyethylene Waste Upcycling. ACS Omega, 2018; 3 (12): 17520 DOI: 10.1021/acsomega.8b02290