Chai nhựa thường được tái chế thành các sản phẩm có giá trị thấp hơn, bị chôn lấp tại các bãi chôn lấp hoặc tệ hơn là gây ô nhiễm môi trường. Nhưng các nhà nghiên cứu tại Đại học bang Pennsylvania tin rằng một ngày nào đó họ có thể cung cấp năng lượng cho xe điện, điện thoại thông minh và thậm chí cả hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo sau khi khám phá ra cách chuyển đổi nhựa thải thành than chì pin chất lượng cao.
Biến rác thải nhựa thành than chì cấp pin
Theo Penn State, nhóm nghiên cứu đã chuyển đổi nhựa PET (polyethylene terephthalate) bỏ đi, vật liệu thường được sử dụng trong chai nước và nước giải khát, thành than chì tổng hợp có độ trật tự cao. Than chì đóng vai trò là cực dương bên trong pin lithium-ion, lưu trữ và giải phóng điện tích, khiến nó trở thành một trong những vật liệu quan trọng nhất trong công nghệ pin hiện đại. Ấn tượng hơn nữa, than chì có nguồn gốc từ PET thể hiện cấu trúc tinh thể có trật tự hơn so với một số than chì tự nhiên thương mại, một dấu hiệu quan trọng của vật liệu pin chất lượng cao.
trừu tượng đồ họa Đại học bang Pennsylvania / Kim cương và các tài liệu liên quan
Bản thân quá trình này được xuất bản trong Kim cương và các vật liệu liên quanđơn giản một cách đáng ngạc nhiên. Các nhà nghiên cứu đã cắt nhỏ nhựa PET, trộn nó với một lượng nhỏ oxit graphene và đun nóng vật liệu trong những điều kiện được kiểm soát cẩn thận. Ôxit graphene hoạt động giống như một khuôn mẫu, dẫn các nguyên tử cacbon thành các tinh thể than chì có trật tự cao trong quá trình đồ họa hóa. Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng chỉ cần thêm 2,5% oxit graphene sẽ tạo ra than chì chất lượng cao nhất trong các thí nghiệm của họ.
Video được đề xuất
Một khía cạnh thông minh khác của nghiên cứu là những gì nhóm đã chọn không sử dụng. Hầu hết than chì tổng hợp được sản xuất bằng cách sử dụng các chất xúc tác kim loại như sắt, niken hoặc coban, có thể để lại tạp chất và cần phải tinh chế thêm. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu của bang Pennsylvania dựa vào các chất phụ gia gốc graphene, tạo ra than chì sạch hơn đồng thời giảm chất thải hóa học và đơn giản hóa quy trình sản xuất.
Đây là hoạt động tái chế thực sự làm tăng thêm giá trị
Điều thú vị là đây không chỉ là câu chuyện về việc tìm ra cách sử dụng khác cho chai nhựa. Đó là vấn đề đảm bảo an toàn cho một trong những vật liệu pin quan trọng nhất thế giới. Than chì được Bộ Năng lượng Hoa Kỳ phân loại là khoáng sản quan trọng và nhu cầu dự kiến sẽ tăng nhanh khi xe điện, thiết bị điện tử tiêu dùng và kho lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện trở nên phổ biến hơn. Đồng thời, PET vẫn là một trong những loại nhựa được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới, phần lớn trong số đó vẫn được đưa vào bãi chôn lấp bất chấp những nỗ lực tái chế.
Các nhà nghiên cứu vẫn cần chứng minh quy trình này hoạt động ở quy mô công nghiệp và xác nhận hiệu suất lâu dài của pin, vì vậy đừng mong đợi những chiếc xe điện chạy bằng nhựa chỉ sau một đêm. Nhưng nếu công nghệ này có thể được thương mại hóa, nó có thể giải quyết cùng lúc hai vấn đề lớn bằng cách giảm rác thải nhựa trong khi sản xuất than chì sạch hơn, dùng cho pin.
Nguồn DigitalTrend