钜大LARGE | 点击量:719次 | 2021年10月13日
废弃轮胎何去何从?美科学家制成锂离子电池阳极材料
老旧轮胎该如何处理一向是个棘手的问题,每年约出现10万公吨废弃轮胎,美国的数字更为惊人,高达240万公吨。这么大量的废弃轮胎到底该何去何从呢?大多数轮胎回收后用来作为铺路原料、制塑胶的添加物或鞋底,而现在,美国科学家为废弃轮胎找到新出路了──制成锂离子电池的阳极。
隶属美国能源部的橡树岭国家实验室(OakRidgeNationalLaboratory)研究发现,废弃轮胎可制造成供应电动汽车储能或能源储存用的锂离子电池。
利用废弃轮胎的微观特性,科学家ParansParanthaman与AmitNaskar带领的团队研发出新的锂离子电池阳极,且相较传统的石墨,从轮胎橡胶重获新生的锂离子电池阳极效能更佳。
科学家们先将废弃轮胎的橡胶磨成微米大小的碎片,接着浸泡到热硫酸中,将橡胶泥浆过滤、冲洗后,便可得到蛋糕状物质,再该物质与氮气一起加热,就能出现孔洞直径小于2纳米的多孔碳黑原料。此外,在这过程中碳分解出的原料,还能用于滤水、吸收气体及储能设备上。
为测试该原料的效能,科学家以多孔碳黑原料作为锂离子电池阳极,制成实验用小电池,经过100次充放电循环后,该电池阳极电量达每克390毫安培小时(mAh),超越商用石墨的每克370mAh的效能。科学家认为,之所以会有这样的差异,重要与轮胎中取得的碳黑材质特性有关。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
利用废弃轮胎橡胶制成碳黑作为电池阳极,在供应比石墨更高的效能之余,也能减少老旧轮胎堆积成山对环境造成的危害。目前全球供应汽车与设备的电池市场规模已近780亿美元,若废弃轮胎经过一连串的转化,变身为锂离子电池阳极的技术量产后,预估在2018年将能瓜分锂离子电池市场中110亿美元的营收。
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