Общ

Тези невероятно ефективни батерии са направени от стъклени бутилки за отпадъци


Литиево-йонните батерии се превърнаха в една от най-търсените технологии. Те се намират в повечето основни устройства, които хората използват ежедневно, включително повечето мобилни телефони. Те също биха могли да допринесат за по-добри батерии за електрически и хибридни превозни средства. Химическите, механичните и електрическите инженери разработват начини не само да направят тази технология по-безопасна, но и по-евтина. Един екип от изследователи от Университета на Калифорния в Ривърсайд „Bourns College of Engineering“ се зае да направи точно това. Те направиха начин да рециклират използвани стъклени бутилки, за да създадат наносилициеви аноди, които са от решаващо значение за литиево-йонните батерии.

Changling Li, студент по материалознание и инженерство, служи като водещ автор на статията. Ли отбеляза, че една стъклена бутилка може да направи до стотици батерии с монети.

„Започнахме с отпадъчен продукт, който се насочи към сметището и създадохме батерии, които съхраняваха повече енергия, зареждаха се по-бързо и бяха по-стабилни от търговските клетъчни батерии. Следователно имаме много обещаващи кандидати за следващо поколение литиево-йонни батерии “, каза Ли.

[Източник на изображението:University of California Riverside]

Стъклените изделия са 100 процента рециклируеми, а рециклираното стъкло е един от най-използваните материали на земята. Само в САЩ, приключи40 процента от всички бирени и безалкохолни стъклени бутилки се рециклират. Допълнителен 34 процентаот бутилки за вино и алкохол стигат и до кошчето за рециклиране. Въпреки тези нарастващи числа за рециклиране, милиарди стъклени бутилки и парчета попадат в сметищата годишно. Това накара изследователския екип да помисли за възможното натрупване на силиций в зоните за боклук.

„Превръщането от нерециклирано стъкло в благоприятни материали е от голямо значение за устойчивите стратегии“, отбелязва екипът в своя доклад. "Напоследък силицийът е изключителен аноден материал за широкомащабни приложения за съхранение на енергия."

Процесът на превръщане на стъклени бутилки в батерии

Екипът натроши стъклените бутилки на фин бял прах. Този прах след това чрез магнезиотермична (високотемпературна магнезиева) реакция превръща силициевия диоксид в наноструктуриран силиций. След това покриват наночастиците с въглерод за допълнителна структура и за повишаване на свойствата на съхранение.

Екипът отбеляза, че силициевите аноди могат да съхраняват до 10 пъти енергията на правилен графитен анод. Силициевите аноди обаче могат да станат по-нестабилни, когато се увеличат. Чрез направата на по-малки аноди (дори до наномащаба) рискът от нестабилност намалява значително. Изследователите създадоха полуклетъчни батерии, които все пак успяха да съхраняват четири пъти повече от конвенционалните графитни аноди, като същевременно поддържаха нисък риск от нестабилност.

В момента екипът е подал патент за своите иновации. Можете да прочетете цялата статия, публикувана в списание Nature Научни доклади.

ВИЖТЕ СЪЩО: Вижте футуристичния 3D космически плат на НАСА, отпечатан в 3D


Гледай видеото: Бутилка съкровище. майсторски клас (Юни 2021).