回收塑料废物以实现可持续的能源存储

如果您可以一次解决两个地球上最大的问题该怎么办?加州大学河滨分校的工程师们已经开发出一种方法，可以将苏打水或水瓶等塑料废物回收为可用于储能的纳米材料。

Mihri和Cengiz Ozkan及其学生多年来一直在努力开发可持续能源，例如玻璃瓶，沙滩沙，傻腻子和portabella蘑菇等改良的储能材料。他们的最新成功可以减少塑料污染，并加快向100%清洁能源的过渡。

UCR的Marlan和Rosemary Bourns工程学院的电气工程学教授Mihri Ozkan表示：“到2040年，预计全球有30%的汽车将是电动的，而原始电池材料的高成本是一个挑战。” “利用垃圾掩埋场的废物和塑料瓶的回收处理可以降低电池的总成本，同时使电池生产在消除全球塑料污染的基础上可持续发展。”

在《能源存储》上发表的一篇开放获取文章中，研究人员描述了一种可持续，直接的过程，用于将苏打瓶和许多其他消费品中的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料废料(PET)升级为多孔碳纳米结构。

他们首先将PET塑料瓶碎片溶解在溶剂中。然后，他们使用称为静电纺丝的方法，从聚合物中制成了微观纤维，并在炉中将塑料线碳化了。与粘合剂和导电剂混合后，将材料干燥，然后组装成纽扣电池类型的双电层超级电容器。

当在超级电容器中进行测试时，该材料既包含双层电容器的特性，该双层电容器是由分开的离子电荷和电子电荷的排列形成的，还具有当离子被电化学吸附到材料表面时发生的氧化还原反应假电容。

尽管它们不像锂离子电池那样储能，但这些超级电容器的充电速度更快，这使得基于塑料废料的电池成为许多应用的不错选择。

通过在碳化之前用各种化学物质和矿物质(例如硼，氮和磷)“掺杂”电纺纤维，该小组计划调整最终材料以改善电性能。

博士生兼第一作者阿拉什·米尔贾里利(Arash Mirjalili)说：“在UCR，我们已迈出了第一步，将塑料废物回收到可充电的储能装置中。” “我们相信这项工作具有环境和经济优势，我们的方法可以为未来的研究和开发提供机会。”

作者认为该工艺具有可扩展性和适销性，并且代表了将废PET运出垃圾填埋场和海洋的重大进展。

机械工程学教授Cnegiz Ozkan表示：“用于储能的PET塑料废料的再利用可被视为绿色环保制造可持续能源来源的电极材料的圣杯。” “在超级电容器制造中这种新型电极的示范将在未来被新一代锂离子电池跟进，敬请期待。”