美科学家通过升级回收技术将塑料瓶变成超级电容器材料

据外媒报道，超级电容器在储能方面具有令人难以置信的潜力，几乎瞬间充放电的能力是其主要卖点之一。加州大学河滨分校（UCR）的科学家们正在以一种由可回收塑料废料制成的纳米材料的形式，为这些下一代设备的关键部件提供这种可能性。

这一突破来自UCR的Cengiz Ozkan领导的一个工程师团队，多年来，他一直在研究新的纳米级材料，以帮助使超级电容器成为可行的储能选择。此前，Ozkan和她的同事们已经取得了从石墨烯到玻璃瓶等各种材料的进展，但他们的最新发现主要集中在我们所面临的最大环境问题之一的塑料垃圾上。

该团队首先使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料或PET制成的塑料瓶碎片。这些瓶子被溶解在溶剂中，并使用一种被称为电纺的技术将其变成微观纤维，然后在熔炉中将纤维转化为碳。然后将该材料与粘结剂和导电剂混合，再将其制成类似硬币电池形状的双层电容器。在这种配置下对新电极材料的测试表明，它完全可以作为超级电容器的组件发挥作用。

“在UCR，我们已经迈出了将塑料垃圾回收利用为可充电储能装置的第一步，”研究第一作者、博士生Arash Mirjalili说。“我们相信这项工作具有环境和经济优势，我们的方法可以为未来的研究和发展带来机会。”

虽然超级电容器的充电速度比锂电池快，但它们储存的能量却没有锂电池多。因此，虽然它们可以让电动汽车在几分钟内而不是几个小时内就能充电，或者手机或笔记本电脑也能做到这一点，但今天广泛使用的储能架构仍将有一席之地。但该团队认为，这里使用的方法也可以被改造成改善这些锂电池的性能。

“PET塑料废弃物的升级循环用于储能应用可以被认为是利用可持续废物资源绿色制造电极材料的圣杯，”Cengiz Ozkan说。“这种新型电极在制造超级电容器中的示范作用，未来将在新一代锂离子电池中得到应用，敬请期待。”

该研究成果发表在《Energy Storage》杂志上。