بطری‌های پلاستیکی منبع عظیمی از زباله‌ها هستند، اما دانشمندان روشی را برای استفاده از آن‌ها در باتری‌های نسل بعدی کشف کرده‌اند که آن‌ها را با استفاده از امواج ماکرو (مایکروویو) به یکی از ترکیبات اصلی لازم برای ساخت باتری‌ها تبدیل می‌کنند.
۰۹ ارديبهشت ۱۳۹۹ - ۲۳:۵۷
۰
تلاش برای پیشرفت در فناوری باتری‌های امروزی باعث شده دانشمندان به آزمایش انواع مواد روی بیاورند و در بعضی موارد، نتیجه این تلاش‌ها ممکن است با محیط زیست سازگار باشد.

یک فناوری جدید از دانشگاه پردو (Purdue) نمونه بارزی از این امر است که در آن، دانشمندان با استفاده از فناوری مایکروویو خانگی، زباله‌های پلاستیکی را به یک جزء اصلی از باتری‌ها تبدیل می‌کنند.

نقطه شروع مهندسان شیمی برای رسیدن به این موفقیت، یک پلاستیک قابل بازیافت به نام "پلی اتیلن ترفتالات" (PET) بود که بیشتر به خاطر نقشش در ساخت بطری‌های یکبار مصرف نوشابه و آب معدنی شناخته می‌شود و با توجه به وفور آن، محققان در تلاشند تا روش‌های بازیافت این پلیمر کلیدی را بهبود ببخشند و حتی آن را به مواد کاملاً جدید و متفاوتی از جمله فیلتر‌های شیمیایی، الیاف کربن و مواد شبه بتن برای ساخت و ساز تبدیل کنند.

محققان دانشگاه پردو به دنبال بازیافت "دی سدیم ترفتالات" (disodium terephthalate) از این ماده بودند. دانشمندان سال‌ها است که به دنبال این مولکول آلی کوچک به عنوان یک ماده آند بالقوه در باتری‌های لیتیوم-یون و سدیم-یون هستند، چرا که عملکرد الکتروشیمیایی چشمگیر و فواید زیست محیطی زیادی نسبت به آند‌های امروزی دارد که به طور معمول از ترکیبی از گرافیت و مس ساخته می‌شوند.

این رویکرد تازه توسعه یافته برای تبدیل "دی سدیم ترفتالات" با "PET" آغاز می‌شود که خرد و ورقه ورقه می‌شود. سپس این پوسته‌ها تحت یک فرآیند تابش مایکروویو فوق سریع قرار می‌گیرند که فقط دو دقیقه طول می‌کشد و آن‌ها را به "دی سدیم ترفتالات" تبدیل می‌کند.
 
تبدیل پلاستیک به باتری در ۲ دقیقه!

دانشمندان خلوص این ماده را با اشعه ایکس و تکنیک‌های تصویربرداری طیف سنجی تأیید کردند.

"ویلاس پول" سرپرست این تحقیق گفت: کاربرد روش مایکروویو در واکنش‌های آلی به دلیل مزیت آن در فرآیند واکنش سریع، اخیراً مورد توجه واقع شده است. ما تبدیل کامل PET به "دی سدیم ترفتالات" را در مدت زمان ۱۲۰ ثانیه، در یک مجموعه معمولی مایکروویو خانگی انجام دادیم.

محققان، آند جدید را به عنوان بخش کاربردی در سلول باتری‌های لیتیوم-یون و سلول باتری‌های سدیم-یون آزمایش کردند و پتانسیل فوق العاده و مقیاس پذیر این ماده آن‌ها را به وجد آورد. دلیل این امر، وجود نمک فراوان و هزینه کمی است که باتری‌های مبتنی بر سدیم دارند. به همین دلیل محققان همواره به دنبال کاهش هزینه‌ها و رسیدن به راه حل‌های بزرگ ذخیره انرژی برای انرژی تجدیدپذیر هستند.

"پول" افزود: ما برای تبدیل PET یا "پلی اتیلن ترفتالات" از یک فرآیند تابش مایکروویو فوق العاده سریع استفاده می‌کنیم و از ماده حاصل به عنوان آند باتری استفاده می‌کنیم.

این تحقیق در مجله ACS Sustainable Chemistry & Engineering منتشر شده است.
بطری‌های پلاستیکی منبع عظیمی از زباله‌ها هستند، اما دانشمندان روشی را برای استفاده از آن‌ها در باتری‌های نسل بعدی کشف کرده‌اند که آن‌ها را با استفاده از امواج ماکرو (مایکروویو) به یکی از ترکیبات اصلی لازم برای ساخت باتری‌ها تبدیل می‌کنند.
تلاش برای پیشرفت در فناوری باتری‌های امروزی باعث شده دانشمندان به آزمایش انواع مواد روی بیاورند و در بعضی موارد، نتیجه این تلاش‌ها ممکن است با محیط زیست سازگار باشد.

یک فناوری جدید از دانشگاه پردو (Purdue) نمونه بارزی از این امر است که در آن، دانشمندان با استفاده از فناوری مایکروویو خانگی، زباله‌های پلاستیکی را به یک جزء اصلی از باتری‌ها تبدیل می‌کنند.

نقطه شروع مهندسان شیمی برای رسیدن به این موفقیت، یک پلاستیک قابل بازیافت به نام "پلی اتیلن ترفتالات" (PET) بود که بیشتر به خاطر نقشش در ساخت بطری‌های یکبار مصرف نوشابه و آب معدنی شناخته می‌شود و با توجه به وفور آن، محققان در تلاشند تا روش‌های بازیافت این پلیمر کلیدی را بهبود ببخشند و حتی آن را به مواد کاملاً جدید و متفاوتی از جمله فیلتر‌های شیمیایی، الیاف کربن و مواد شبه بتن برای ساخت و ساز تبدیل کنند.

محققان دانشگاه پردو به دنبال بازیافت "دی سدیم ترفتالات" (disodium terephthalate) از این ماده بودند. دانشمندان سال‌ها است که به دنبال این مولکول آلی کوچک به عنوان یک ماده آند بالقوه در باتری‌های لیتیوم-یون و سدیم-یون هستند، چرا که عملکرد الکتروشیمیایی چشمگیر و فواید زیست محیطی زیادی نسبت به آند‌های امروزی دارد که به طور معمول از ترکیبی از گرافیت و مس ساخته می‌شوند.

این رویکرد تازه توسعه یافته برای تبدیل "دی سدیم ترفتالات" با "PET" آغاز می‌شود که خرد و ورقه ورقه می‌شود. سپس این پوسته‌ها تحت یک فرآیند تابش مایکروویو فوق سریع قرار می‌گیرند که فقط دو دقیقه طول می‌کشد و آن‌ها را به "دی سدیم ترفتالات" تبدیل می‌کند.
 
تبدیل پلاستیک به باتری در ۲ دقیقه!

دانشمندان خلوص این ماده را با اشعه ایکس و تکنیک‌های تصویربرداری طیف سنجی تأیید کردند.

"ویلاس پول" سرپرست این تحقیق گفت: کاربرد روش مایکروویو در واکنش‌های آلی به دلیل مزیت آن در فرآیند واکنش سریع، اخیراً مورد توجه واقع شده است. ما تبدیل کامل PET به "دی سدیم ترفتالات" را در مدت زمان ۱۲۰ ثانیه، در یک مجموعه معمولی مایکروویو خانگی انجام دادیم.

محققان، آند جدید را به عنوان بخش کاربردی در سلول باتری‌های لیتیوم-یون و سلول باتری‌های سدیم-یون آزمایش کردند و پتانسیل فوق العاده و مقیاس پذیر این ماده آن‌ها را به وجد آورد. دلیل این امر، وجود نمک فراوان و هزینه کمی است که باتری‌های مبتنی بر سدیم دارند. به همین دلیل محققان همواره به دنبال کاهش هزینه‌ها و رسیدن به راه حل‌های بزرگ ذخیره انرژی برای انرژی تجدیدپذیر هستند.

"پول" افزود: ما برای تبدیل PET یا "پلی اتیلن ترفتالات" از یک فرآیند تابش مایکروویو فوق العاده سریع استفاده می‌کنیم و از ماده حاصل به عنوان آند باتری استفاده می‌کنیم.

این تحقیق در مجله ACS Sustainable Chemistry & Engineering منتشر شده است.
بهترین خرید
ارسال نظر
بهترین خرید
نمای روز
بهترین خرید
بهترین خرید
بهترین خرید
بهترین خرید
بهترین خرید
آخرین اخبار
بهترین خرید
بهترین خرید