变废为宝! 废弃轮胎制成锂离子电池阳极材料

2020-07-03      1296 次浏览

现代社会为我们供应了前所未有的方便,同时也制造了前所未有的垃圾,关于废旧轮胎的处理一直都是一个很麻烦的问题,无论发展我国家还是发达国家,每年出现的废旧轮胎数量惊人。以往废旧轮胎会作为铺路原料、制塑胶的添加物或者制造鞋底,现在有一种新的应用等待着废旧轮胎,那就是制成锂离子电池的阳极材料。


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。


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特种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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