Badania przeprowadzone przez Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne wskazują, że każdego miesiąca na świecie zużywa się aż 129 miliardów jednorazowych maseczek ochronnych. Często nie są one poddawane odpowiedniej utylizacji i trafiają na dzikie wysypiska śmieci, do rzek lub oceanów. A przecież są traktowane jako odpady medyczne, potencjalnie skażone biologicznie, więc nie powinny być wyrzucane ot tak.
Naukowcy z rosyjskiego Narodowego Badawczego Uniwersytetu Technicznego (NUST) „MISiS” i zespoły z USA oraz Meksyku wpadli na pomysł, by przerobić je na baterie. Wyniki opublikowano w Journal of Energy Storage.
Nowy pomysł na superkondensatory
Podczas spalania polimerowych maseczek jednorazowych wydzielane są toksyczne gazy, dlatego odpowiedni recykling tego typu produktami jest tak ważny. Zespół kierowany przez uczonych z NUST MISiS opracował nową technologię produkcji baterii, wykorzystującej zużyte maseczki jednorazowe i opakowania po lekach w blistrach. Dodając do nich grafen, można pozbyć się odpadów i stworzyć tanie ogniwo.
Nowa technologia pozwala na produkcję cienkich i tanich baterii jednorazowego użytku, które pod wieloma względami przewyższają klasyczne ogniwa. Mogą być one stosowane w urządzeniach gospodarstwa domowego, od zegarów po lampy.
Aby stworzyć superkondensator, najpierw dezynfekujemy maski ultradźwiękami, a następnie zanurzamy je w “atramencie” z grafenu. Następnie materiał jest prasowany pod ciśnieniem i podgrzewany do temperatury 140oC. Pomiędzy dwiema elektrodami wykonanymi z nowego materiału umieszcza się separator, również wykonany z materiału z maski, o właściwościach izolacyjnych. Jest on nasycany specjalnym elektrolitem, a następnie tworzona jest powłoka ochronna z materiału, z którego wykonane są opakowania blistrów medycznych, np. paracetamolu.prof. Anvar Zakhidov, dyrektor naukowy projektu z NUST MISiS
Superkondensator to rodzaj kondensatora elektrolitycznego o specyficznej konstrukcji, cechujący się dużą pojemnością elektryczną. Do wytworzenia konwencjonalnych superkondensatorów wymagane są bardzo wysokie temperatury, nawet do 1000-1300oC. Nowa technologia zmniejsza zużycie energii aż 10 razy. Wcześniejsze akumulatory stworzone przy użyciu podobnej technologii cechowały się pojemnością 10 Wh/kg, ale obecnie udało się ją podwyższyć aż do 98 Wh/kg.
Czytaj też: Nadchodzą baterie kwantowe. To będzie przełom w energetyce?
W przeszłości próbowano wykorzystać porowate materiały naturalne i odpady do produkcji elektrod dla superkondesatorów. Niestety, zawsze największą przeszkodą była konieczność zastosowania wysokich temperatur – nowa technologia ją całkowicie obchodzi, przy założeniu, że do mieszanki dodamy grafenu.
Naukowcy mają nadzieję, że nowe baterie uda się wykorzystać w przemyśle motoryzacyjnym i energetycznym.