Аккумуляторы из использованных медицинских масок

Ученые из Московского государственного института стали и сплавов вместе с коллегами из США и Мексики разработали технологию производства аккумуляторов из использованных медицинских масок и упаковок от лекарств. Единственный элемент, который нужно закупить — графен, сообщает РИА «Новости».

Экономичные тонкие и гибкие аккумуляторы можно будет использовать в быту: питать часы и светильники. Емкость батарей — 98 ватт-часов на килограмм. Это в десять раз больше, чем у предыдущих аналогов.

Как производят аккумуляторы

Маски дезинфицируют ультразвуком и окунают в «чернила» из графена.

Пропитанный материал прессуют под давлением и нагревают до 140 °C.

Между двумя электродами из материала кладут изолирующую прокладку, она тоже сделана из масок. Ее пропитывают электролитом.

Помещают полученный аккумулятор в защитную оболочку, сделанную из упаковок от лекарств.

По этой технологии ученые планируют в дальнейшем делать батареи для электромобилей и солнечных электростанций.

Производство частично сможет решить проблему пластиковых отходов — во время пандемии в мире ежемесячно выбрасываются более 130 миллиардов масок.

По словам специалиста, при создании обычных аккумуляторов-суперконденсаторов требуется очень высокая температура для пиролиза-карбонизации, до 1000-1300 градусов Цельсия, а новая технология снижает расход энергии в 10 раз.

«Между двумя электродами из нового материала размещают прокладку (тоже из материала масок) с изолирующими свойствами. Ее пропитывают особым электролитом, а затем создают защитную оболочку из материала упаковок от лекарств (парацетамола, например).

Новые аккумуляторы, по сравнению с традиционными аналогами, обладают высокой плотностью запасенной энергии и электрической емкостью. Ранее созданные по похожей технологии таблеточные аккумуляторы имели емкость 10 ватт-часов на 1 кг, а ученым НИТУ «МИСиС» и их зарубежным коллегам удалось получить 98 ватт-часов/кг.

Когда разработчики приняли решение добавить к электродам, полученным из масок, наночастицы неорганического перовскита типа CaCoO, энергетическая емкость аккумуляторов возросла дополнительно в два раза (208 ватт-часов/кг). Достигнута большая электрическая емкость в 1706 фарад на грамм. Это значительно выше по сравнению с емкостью лучших карбонизированных электродов без добавки графена (1000 фарад на грамм).

Маски — самый простой, но не единственный материал для получения энергии

Исследователи ранее пробовали использовать разные пористые природные материалы и отходы для изготовления электродов для суперконденсаторов. Это были оболочки кокосовых орехов, рисовая шелуха, a недавно даже газетные отходы, отходы покрышек от автомобилей, и другие. Но работа с ними всегда требовала высокотемпературного отжига, то есть обугливания, в специальных печах. Маски оказались более простым и дешевым материалом для обработки, так как пропитка графеном достаточна для придания им уникальных свойств.

В будущем исследователи планируют использовать новую технологию для производства батарей для электромобилей, солнечных электростанций и другого применения.

Источник