怎么学新技术将口罩废料制成新型电池


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新技术将口罩废料制成新型电池

  新技术将口罩废料制成新型电池,科学家的一项最新研究成果将口罩与电池联系在一起,同时为废旧口罩回收和电池供应紧缺两大难题带来了新思路。新技术将口罩废料制成新型电池。

  新技术将口罩废料制成新型电池1

  自新冠疫情发生以来,人们对口罩的需求一直存在,口罩也成为了大家日常生活中的消耗品。俄罗斯国立研究型技术大学开发出一项新技术,利用旧口罩生产经济型电池,而电池外壳由废旧的药品包装制造。据悉,相关研究发表已在《能源储存》杂志上。

  研究人员表示,这项新技术可获得既薄又灵活的廉价电池,由于其成本低,这些电池也可以是一次性的。利用旧口罩以及废旧的药品包装等这些物品,在一定程度上做到了资源的可循环利用。

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  与传统的同类产品相比,这款研发出来的新电池具有高密度的存储能量和电容。据了解,其制造步骤大致分为三步:首先,用超声波对口罩进行消毒,再浸入石墨烯“墨水”中;然后将材料在压力下压制,加热到140℃;最后在两个由新材料制成的电极之间放置一个具有绝缘性能的垫片,这个垫片也由口罩材料制成。

  据悉,以前使用类似技术生产的扣式电池的容量为每1千克10瓦时,但是这款新电池的容量提高到了每千克98瓦时。

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  随着疫情防控的常态化,口罩已经成为人们的生活必备品。然而,它一方面保护着我们,另一方面却也在危害着生态环境,威胁着一些生物的生命安全。

  统计显示,目前全球口罩的日消耗量能达到10亿只。如果所有口罩中有1%处理不当,那每天就可能有1000万只废弃口罩对环境形成威胁。

  为此,科学家的一项最新研究成果将口罩与电池联系在一起,同时为废旧口罩回收和电池供应紧缺两大难题带来了新思路。

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  2月12日消息,据ScienceDirect报道,俄罗斯国立科技大学研究人员与来自美国、墨西哥的同事共同开发了一项新技术。

  可以利用口罩废料来生产具有成本效益的新型电池,电池外壳则由药品吸塑包装制成,相关研究发表在《储能杂志》上。

  科学家介绍,这种新型电池重量更轻且成本更低,该电池的能量密度已经接近目前最常见的锂离子电池。

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  据外媒报道,俄罗斯国立科技大学(NUST MISIS)及来自美国、墨西哥的研究人员共同开发了一种新技术,利用医疗废弃物,生产高性价比电池。

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  (图片来源:MISIS)

  新冠疫情期间,全球每个月要使用1300多亿个口罩。这些口罩变成了数百吨聚合物垃圾,而且燃烧时会释放有毒气体,因此急需回收。

  研究人员表示,其技术可将难以回收的'废弃物转化为原材料。NUST MISIS及其他国家的研究人员共同开发了一种新技术,利用用过的口罩生产高性价比电池,而废弃的药物罩板包装也可以用作保护外壳。医疗废弃物是制造这种电池的基础物质,另外还需要石墨烯。

  通过这项新技术,可以生产薄型、灵活、低成本的一次性电池。传统镀金属电池(metal-coated batteries)较重,制造成本更高。相比之下,这些新电池在很多方面更具优势,可用于钟表和台灯等家用电器。

  NUST MISiS的科学主任Anvar Zakhidov教授表示:“要制造超级电容类电池,需要经过以下过程。首先利用超声波给口罩消毒,然后将其浸入由石墨烯制成的墨水中,使口罩达到饱和;

  接着将材料加压并加热至140°C(传统的超级电容电池需要高达1000-1300°C的温度来进行热解-碳酸化,而新技术可以将能耗降低10倍);然后将具有绝缘性的隔板(也由口罩材料制成)放在由新材料制成的两个电极之间;通过特殊的电解液使其达到饱和,最后利用药物罩板包装材料来构建保护外壳。”

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  与传统蓄电池相比,新电池具有高储能密度和电容量。以前通过类似技术制造的电池(pellet batteries)容量为10wh/kg,而在此项研究中,研究人员已设法实现98wh/kg。

  将CaCo氧化物类的无机钙钛矿型纳米颗粒,添加到利用口罩生产的电极中,可使电池的能量容量进一步增加至208wh/kg。其电容量高达1706 F/g,比没有添加石墨烯的领先碳化电极的容量(1000 F/g)要高得多。

  研究人员曾尝试,使用各种多孔的天然材料和废弃物,制造超级电容器的电极,比如椰壳、稻壳,最近甚至还用过旧报纸、汽车废弃轮胎等。然而,使用这些材料,总是要在特殊的熔炉中进行高温退火(碳化)。事实证明,口罩是一种更容易获得、成本更低的加工材料,石墨烯的饱和度足以赋予其独特的性能。

  研究团队计划,未来将利用这项新技术生产的电池,用于电动汽车、太阳能发电站和其他应用。

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