Magazyn energii z plastikowych butelek po napojach

Naukowcy z Michigan Technological University opracowali innowacyjną metodę przekształcania zużytych butelek plastikowych w urządzenia do magazynowania energii. W ten sposób przedstawili obiecujące rozwiązanie zarówno problemu odpadów plastikowych, jak i wyzwań związanych z magazynowaniem energii.

Zespół badawczy, kierowany przez Yun Hang Hu, stworzył pierwszy w pełni plastikowy superkondensator wykonany w całości z odpadów poli(tereftalanu etylenu) (PET) – tego samego materiału, który jest używany w jednorazowych butelkach na wodę. Opublikowane badanie pokazuje, jak metody wytwarzania oparte na cieple mogą przekształcić wyrzucone butelki w wysokowydajne komponenty magazynowania energii, które przewyższają tradycyjne rozwiązania.​ A co roku na śmietnik trafia ponad 500 mld takich butelek.

„W szczególności butelki PET były stosowane nie tylko jako separatory, ale także jako prekursory dla porowatych elektrod węglowych. Odpady PET zostały przekształcone w porowaty węgiel dla elektrod przy użyciu wspomagającego pirolizę Ca(OH)₂ oraz wodorotlenku potasu (KOH).” zaznaczają naukowcy. Zespół Hu opracował dwa odrębne procesy przekształcania odpadowych butelek w funkcjonalne komponenty superkondensatora. W przypadku elektrod naukowcy pocięli plastikowe butelki na ziarna wielkości kuskusu, zmieszali je z wodorotlenkiem wapnia i podgrzali mieszaninę do prawie 700 stopni Celsjusza w próżni. Proces ten przekształca plastik w porowaty, przewodzący elektrycznie proszek węglowy, który stanowi serce urządzenia magazynującego energię.​

Komponent separatora wykorzystuje inne podejście — naukowcy spłaszczają małe kawałki plastiku i tworzą zoptymalizowane wzory otworów dzięki gorących igieł, umożliwiając efektywny przepływ prądu przy jednoczesnym utrzymaniu izolacji elektrycznej między elektrodami.​ Powstały w ten sposób całkowicie plastikowy superkondensator dostarczył pojemności grawimetrycznej 197,2 F/g przy 0,5 A/g i zachował 79 proc. swojej pojemności przy wysokich szybkościach, przewyższając analogowe urządzenia oparte na separatorze z włókna szklanego. Ta wyższa wydajność, w połączeniu z niższymi kosztami produkcji i pełną możliwością recyklingu, pozycjonuje tę technologię jako rewolucję w dziedzinie zrównoważonego magazynowania energii.​