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變廢為寶! 廢棄輪胎制成鋰離子電池陽極材料

鉅大LARGE  |  點擊量:85次  |  2020年07月03日  

摘要
現代社會為我們提供了前所未有的方便,同時也制造了前所未有的垃圾,對于廢舊輪胎的處理一直都是一個很麻煩的問題,無論發展中國家還是發達國家,每年產生的廢舊輪胎數量驚

現代社會為我們供應了前所未有的方便,同時也制造了前所未有的垃圾,關于廢舊輪胎的處理一直都是一個很麻煩的問題,無論發展我國家還是發達國家,每年出現的廢舊輪胎數量驚人。以往廢舊輪胎會作為鋪路原料、制塑膠的添加物或者制造鞋底,現在有一種新的應用等待著廢舊輪胎,那就是制成鋰離子電池的陽極材料。


隸屬美國能源部的橡樹嶺國家實驗室(OakRidgeNationalLaboratory)研究發現,廢棄輪胎可制造成供應電動汽車儲能或能源儲存用的鋰離子電池。


利用廢棄輪胎的微觀特性,科學家paransparanthaman與AmitNaskar帶領的團隊研發出新的鋰離子電池陽極,且相較傳統的石墨,從輪胎橡膠重獲新生的鋰離子電池陽極效能更佳。


科學家們先將廢棄輪胎的橡膠磨成微米大小的碎片,接著浸泡到熱硫酸中,將橡膠泥漿過濾、沖洗后,便可得到蛋糕狀物質,再該物質與氮氣一起加熱,就能出現孔洞直徑小于2納米的多孔碳黑原料。此外,在這過程中碳分解出的原料,還能用于濾水、吸收氣體及儲能設備上。


為測試該原料的效能,科學家以多孔碳黑原料作為鋰離子電池陽極,制成實驗用小電池,經過100次充放電循環后,該電池陽極電量達每克390毫安培小時(mAh),超越商用石墨的每克370mAh的效能??茖W家認為,之所以會有這樣的差異,重要與輪胎中取得的碳黑材質特性有關。


利用廢棄輪胎橡膠制成碳黑作為電池陽極,在供應比石墨更高的效能之余,也能減少老舊輪胎堆積成山對環境造成的危害。目前全球供應汽車與軍用設備的電池市場規模已近780億美元,若廢棄輪胎經過一連串的轉化,變身為鋰離子電池陽極的技術量產后,預估在2018年將能瓜分鋰離子電池市場中110億美元的營收。


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