Новости химической науки > В следующей жизни покрышки станут аккумуляторами

Исследователи из Национальной Лаборатории Оук Ридж заявляют, что переработанные автомобильные покрышки смогут реинкарнироваться в литий-ионные аккумуляторы, которые смогут давать энергию для электромобилей и запасать электричество, полученное в результате переработки энергии солнца и ветра.

Модификация микроструктуры углеродной сажи, вещества, которое можно получить при переработке от работавших свой срок автомобильных покрышек, позволила исследователям из группы Паранса Парантамана (Parans Paranthaman) и Амита Наскара (Amit Naskar) разработать более эффективный анод для литий-ионных аккумуляторов, который может использоваться в качестве хозяина для ионов лития в процессе зарядки.

Цель исследователей – масштабирование процесса вторичной переработки автомобильных покрышке, а также демонстрация возможности его применения для производства анодов больших по размеру литий-ионных аккумуляторов. (Рисунок из RSC Advances, 2014; 4 (72): 38213 DOI: 10.1039/C4RA03888F)

Разработанный метод отличается целым рядом преимуществ по сравнению с известными подходами к получению анодов для литий-ионных аккумуляторов. Как отмечает Парантаман, использование переработанных автомобильных покрышек в качестве сырья для процессов химической технологии привлекательно не только с точки зрения свойств получаемой таким образом черной сажи, но и с точки зрения экологии – такой процесс может решить часть проблем окружающей среды, связанных с складированием и хранением старых автомобильных покрышек и шин.

Методика исследователей из Национальной Лаборатории Оук Ридж заключается в ранее разработанном и запатентованным ими же способом выделения пиролизной черной сажи, структура которой во многом напоминает структуру графита. Использование такого материала в качестве анода для литий-ионных аккумуляторов небольшого размера, при этом емкость полученных в лаборатории прототипов таких источников питания превышала емкость аналогичных устройств, изготовленных с применением коммерчески доступных материалов на основе графита.

Конкретнее говоря, после ста циклов зарядка/разрядка емкость устройства составляла около 390 миллиампер-часов на грамм углеродного анода, что превышает аналогичные параметры лучших литий-ионных аккумуляторов, полученных на основе коммерчески доступных образцов графита. Исследователи предполагают, что такими свойствами новые аккумуляторы обладают благодаря уникальной микроструктуре углерода, полученного переработкой отработавших свое покрышек.

В соответствии с расчетами Парантамана рынок материалов для изготовления литий-ионных источников питания к 2018 году может достигнуть 11 миллиардов долларов, а если учесть долю, приходящуюся на материал для анодов таких батарей, составляющую от 11 до 15%, новый метод, после того, как его удастся масштабировать до промышленных объемов и изготовить большие по размеры аккумуляторы, новая технология сможет решить много проблем в создании стабильного анодного материала с большой площадью поверхности и хорошей производительностью.

Источник: RSC Advances, 2014; 4 (72): 38213 DOI: 10.1039/C4RA03888F

метки статьи: #аккумуляторы, #вопросы экологии, #химическая технология, #химия полимеров