普渡大學(xué)宣布可用作電池材料的微波塑料處理技術(shù)
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(shí)也有人出于環(huán)保的目的而開(kāi)展替代研究，比如普渡大學(xué)就提出了一個(gè)將普通的塑料廢棄物“變廢為寶”的新方法。有趣的是，處理過(guò)程還可使用常見(jiàn)的家用微波技術(shù)，來(lái)制作電池的核心組件。
這項(xiàng)研究突破的關(guān)鍵，在于化學(xué)工程師們運(yùn)用了一種被稱作聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）的可回收塑料。日常生活中，你會(huì)在飲用水等一次性產(chǎn)品的包裝上見(jiàn)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)這種重要聚合物的回收方法，甚至將之轉(zhuǎn)變成一種截然不同的新材料，包括化學(xué)過(guò)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(duì)苯二甲酸二鈉這種材料，多年來(lái)，科學(xué)家一直在研究這種小有機(jī)分子是否能夠替代鋰離子或鈉離子電池中的陽(yáng)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)勢(shì)。 當(dāng)前電池多使用石墨和銅混合而成的材料作為陽(yáng)極，而合成對(duì)苯二甲酸二鈉的新方法，就是從將PET還原為薄片開(kāi)始的。
接著研究團(tuán)隊(duì)對(duì)這些薄片進(jìn)行超快速的微博輻照處理（過(guò)程僅需2分鐘），即可將之轉(zhuǎn)化為“一朵花”（對(duì)苯二甲酸二鈉）。
之后，科學(xué)家們通過(guò)一系列X射線衍射和光譜成像技術(shù)，證實(shí)了這種經(jīng)過(guò)特殊工藝處理過(guò)的材料的純度。
近年來(lái)，具有快速反應(yīng)過(guò)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(duì)已經(jīng)在120秒內(nèi)完成了從PET到對(duì)苯二甲酸二鈉的完全轉(zhuǎn)化。
這種新型陽(yáng)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(duì)后者的大規(guī)模應(yīng)用潛力產(chǎn)生了濃厚的興趣。
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(chǔ)能的成本，同時(shí)可著眼于大型可再生能源存儲(chǔ)解決方案的未來(lái)。 普渡大學(xué)化學(xué)工程副教授Vilas Pol表示，通過(guò)這樣研究，其正在幫助應(yīng)對(duì)可再生能源轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)能擴(kuò)容的需求。
有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《ACS可持續(xù)化學(xué)與工程》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering）期刊上。
原標(biāo)題為《Rapid Upcycling of Waste Polyethylene Terephthalate to Energy Storing Disodium Terephthalate Flowers with DFT Calculations》。
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