Zespół naukowców z NTU opracował metodę umożliwiającą wykorzystanie odpadów papierowych jako anody węglowe do akumulatorów. Odpady makulaturowe stanową jedną piątą wszystkich odpadów wyprodukowanych w Singapurze, a spora ich część to „ekologiczne”, jednorazowe torby.
Karbonizacja papieru i tworzenie z niego anod węglowych
Naukowcy z Nanyang Technological University w Singapurze zdołali opracować technikę, dzięki której możliwe jest wykorzystanie odpadów makulaturowych w jeden z podstawowych składników budowy akumulatorów litowo-jonowych.
Makulatura została przekształcona poprzez wykorzystanie procesu technologicznego nazywanego karbonizacją, dzięki któremu możliwe jest wzbogacenie lub przekształcenie materiału w węgiel. Proces realizowany był w temperaturze 1200 stopni Celsjusza, a cienkie arkusze papieru były wycięte laserowo. Naukowcom udało się przekształcić włókna papierowe w elektrody, które mogłyby zostać wykorzystane w akumulatorach różnych sprzętów elektronicznych.
Uwęglanie papieru, poprzez poddanie go wysokim temperaturom w warunkach beztlenowych, pozwoliło na zredukowanie go do czystego węgla, pary wodnej, a także olejów, które z kolei można wykorzystać do wytworzenia biopaliwa. Z uwagi na brak tlenu, emitowana jest niewielka ilość CO2, dlatego takie zużycie makulatury jest dodatkowo ekologiczne.
Wyniki testów anod z papieru
Makulatura oraz proces karbonizacji pozwoliły naukowcom na wykonanie anod węglowych, które stosowane są w akumulatorach litowo-jonowych. Stworzone anody wykazały się trwałością i elastycznością, a testy, przeprowadzone w laboratorium, wykazały możliwość rozładowania i naładowania baterii 1200 razy. Uzyskanie takiego wyniku jest bardzo dobre i dwukrotnie wyprzedza obecne anody stosowane w akumulatorach. Co więcej – wykorzystanie makulatury mogłoby zmniejszyć zależność od konwencjonalnych źródeł węgla, które są konieczne, aby możliwe było produkowanie akumulatorów.
Dzięki opracowanej przez NTU metodzie możliwe jest także zredukowanie kosztów produkcji anod, których wartość wynosi od 10 do 15% całej typowej i obecnie używanej baterii litowo-jonowej.
Wykorzystanie odpadów jest niezwykle istotne, szczególnie w dobie ekologii, która nieco przymusiła nas do wykorzystania m. in. papierowych toreb, które również tworzą problem, co można zauważyć w Singapurze, gdzie makulatura stanowiła jedną piątą odpadów.
