Обработанный микроволнами пластик продлил срок службы литий-серных батарей

Исследователи из Университета Пердью нашли способ решить проблему пластиковых свалок и одновременно повысить качество аккумуляторов. В основу процесса легла обработка сырья в микроволновке. 

Не содержащий чернил пластик, пропитанный серным растворителем, помещается в микроволновую печь, а потом – в батареи, в виде углеродного каркаса, сообщает sciencedaily.

Литий-серные батареи считаются потенциальным кандидатом на замену литий-ионных устройств. Они дешевле, мощнее и подходят для широкого диапазона устройств. Проблема в коротком сроке службы. Аккумуляторы выдерживают порядка 100 циклов перезарядки. Специалисты Университета Пердью нашли способ продлить их срок службы.

Выводы исследования представлены в ACS Applied Materials and Interfaces. Оно показало, что помещение пропитанного серой пластика, включая прозрачные целлофановые пакеты, в микроволновку, превращает материал в идеальное вещество для увеличения срока службы батареи, давая ей свыше 200 циклов перезарядки.

«Неважно, сколько раз вы вторично перерабатываете пластик, он остается на земле, — сказал адъюнкт-профессор Вилас Пол. – Мы ищем способы надолго избавиться от него, и этот метод как минимум дает отходам дополнительную ценность».

В частности, исследователи сосредоточились на полиэтилене низкой плотности – популярном сырье для упаковки, составляющим значительную долю пластикового мусора. Обработанный материал позволил решить проблему полисульфидного эффекта закрытия, ограничивающего время работы батареи между зарядкой.

Полисульфид – побочный продукт реакций в литий-серных аккумуляторах. Пытаясь вернуться на литиевую сторону, он мешает миграции ионов в серу. В результате снижаются зарядная мощность и срок службы устройства. Для блокировки полисульфида используется физический барьер, в роли которого ранее пробовали биомассу, вроде фисташковой или банановой кожуры. Поры органических продуктов могли захватить вещество. Пластиковый пакет с успехом заменил их.

Обработка в микроволновке ускорила сульфирование и карбонизацию материала, создав сверхплотные поры для захвата полисульфида. Авторы успешно протестировали технологию на небольшом прототипе и теперь намерены создать более крупную батарею.

Источник