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科學家提出用舊口罩製造電池

科學家提出用舊口罩製造電池

俄羅斯衛星通訊社

國立研究型技術大學MISIS（ NUST MISiS）的科學家與來自美國和墨西哥的同事共同開發出一項新技術，用使用過的醫用口罩和藥品包裝生產廉價電池。據作者介紹，該技術可將難以處理的廢物轉化成原材料。研究結果發表在Journal of Energy Storage雜誌上。 2022年1月27日, 俄羅斯衛星通訊社

2022-01-27T18:16+0800

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NUST MISIS的研究人員表示，在冠狀病毒大流行期間，地球上的居民每月使用超過1300億個口罩，這些口罩變成了數百噸的聚合物垃圾。當它們被焚燒時，會釋放出有毒氣體，因此處理這些垃圾的任務尤為緊迫。NUST MISIS的科學家們與外國同事共同開發出一項新技術，利用使用過的口罩生產經濟型電池，而廢舊的藥品包裝被用於製作電池的外殼。這樣一來，醫療廢物就成為製造電池的基礎，只需要購買石墨烯。這項新技術使我們可以獲得既薄又靈活的廉價電池，由於其成本低，這些電池也可以是一次性的。它們在很多方面優於較重的、金屬外殼的傳統電池，後者的生產成本更高。據研究者介紹，這種新型電池可用於從鐘錶到燈具的家用設備。"為了製造超級電容電池，採用了以下步驟：首先，用超聲波對口罩進行消毒，再浸入浸漬口罩的石墨烯"墨水"中。然後，將材料在壓力下壓制，加熱到140攝氏度（在製造傳統的超級電容電池時，熱解-碳化溫度非常高，最高可達1000-1300攝氏度，而新技術可以將能源消耗降到十分之一）。最後，在兩個由新材料製成的電極之間放置一個具有絕緣性能的墊片（也由口罩材料製成）。"它被一種特殊的電解質浸漬，然後用藥品包裝材料製作一個保護殼。”NUST MISiS基礎設施項目 "基於混合型鈣鈦礦的高性能聚合物串聯光伏"的科學主管扎希多夫·安瓦爾說。與傳統的同類產品相比，新電池具有高密度的存儲能量和電容。以前使用類似技術生產的扣式電池的容量為每1公斤10瓦時，而NUST MISIS的科學家和他們的外國同事將其提高到98瓦時/公斤。當科學家們決定將CaCoO系無機鈣鈦礦納米顆粒添加到由口罩製成的電極中時，電池的能量容量又增加了一倍（208瓦時/公斤）。實現了每克1706法拉的高電容，這明顯高於未添加石墨烯的最佳碳化電極的電容（每克1000法拉）。科學家們以前曾嘗試使用不同的多孔天然材料和廢物來製作超級電容器的電極。比如椰子殼、稻殼，最近甚至還有報紙、汽車輪胎垃圾等。但是利用它們總是需要在特殊的爐子里進行高溫退火（炭化）。口罩被證明是一種更簡單、更便宜的加工材料，因為石墨烯的浸漬足以使其具有獨特的性能。未來，研究人員計劃利用這項新技術生產用於電動汽車、太陽能發電廠和其他用途的電池。

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