جنرال لواء

هذه البطاريات الفعالة بشكل لا يصدق مصنوعة من زجاجات نفايات زجاجية


أصبحت بطاريات الليثيوم أيون واحدة من أكثر القطع المرغوبة في مجال التكنولوجيا. تم العثور عليها في معظم الأجهزة الرئيسية التي يستخدمها الأشخاص بشكل يومي ، بما في ذلك معظم الهواتف المحمولة. يمكنهم أيضًا المساهمة في تحسين البطاريات للسيارات الكهربائية والهجينة. يعمل المهندسون الكيميائيون والميكانيكيون والكهربائيون على حد سواء على تطوير طرق ليس فقط لجعل هذه التكنولوجيا أكثر أمانًا ولكن أيضًا أرخص. شرع فريق من الباحثين من كلية بورنز للهندسة بجامعة كاليفورنيا ريفرسايد في القيام بذلك بالضبط. لقد صنعوا طريقة لإعادة تدوير الزجاجات المستخدمة لإنشاء أنودات نانوية من السيليكون ضرورية لبطاريات أيون الليثيوم.

عمل Changling Li ، طالب الدراسات العليا في علوم وهندسة المواد ، كمؤلف رئيسي في الورقة. وأشار لي إلى أن الزجاجة الواحدة يمكن أن تشكل مئات البطاريات الخلوية التي تعمل بالعملة المعدنية.

"لقد بدأنا بمنتج نفايات كان متجهًا إلى مكب النفايات وأنشأنا بطاريات تخزن المزيد من الطاقة ، ويتم شحنها بشكل أسرع ، وكانت أكثر استقرارًا من بطاريات الخلايا التجارية التي تعمل بالعملة المعدنية. ومن ثم ، لدينا مرشحون واعدون جدًا لبطاريات الليثيوم أيون من الجيل التالي ".

[مصدر الصورة:جامعة كاليفورنيا ريفرسايد]

منتجات الزجاج 100 في المئة يعد الزجاج القابل لإعادة التدوير والمعاد تدويره أحد أكثر المواد المعاد استخدامها على وجه الأرض. في الولايات المتحدة وحدها ، انتهى40 بالمائة من جميع زجاجات البيرة والمشروبات الغازية يتم إعادة تدويرها. بالإضافة 34 بالمائةمن زجاجات النبيذ والمشروبات الكحولية إلى صندوق إعادة التدوير أيضًا. على الرغم من هذه الأرقام المتزايدة لإعادة التدوير ، ينتهي الأمر بمليارات الزجاجات والقطع الزجاجية في مكبات النفايات سنويًا. دفع هذا فريق البحث إلى التفكير في احتمال تراكم السيليكون في مناطق القمامة.

أشار الفريق في ورقتهم البحثية إلى أن "التحويل من الزجاج غير المعاد تدويره إلى المواد المفضلة له أهمية كبيرة للاستراتيجيات المستدامة". "في الآونة الأخيرة ، كان السيليكون مادة أنود استثنائية لتطبيقات تخزين الطاقة على نطاق واسع."

عملية تحويل الزجاجات إلى بطاريات

سحق الفريق الزجاجات وتحويلها إلى مسحوق أبيض ناعم. هذا المسحوق بعد ذلك عند تفاعل المغنيسيوم الحراري (مغنيسيوم عالي الحرارة) لتحويل ثاني أكسيد السيليكون إلى سيليكون نانوي البنية. ثم قاموا بتغليف الجسيمات النانوية بالكربون للحصول على هيكل إضافي ولتعزيز خصائص التخزين.

لاحظ الفريق أن أنودات السيليكون يمكنها تخزين ما يصل إلى 10 مرات طاقة أنود الجرافيت العادي. ومع ذلك ، يمكن أن تصبح أنودات السيليكون أكثر استقرارًا مع زيادة حجمها. من خلال صنع أنودات أصغر (حتى على النطاق النانوي) ، يقلل خطر عدم الاستقرار بشكل كبير. ابتكر الباحثون بطاريات نصف خلية تمكنت من تخزين أربع مرات أكثر من أنودات الجرافيت التقليدية مع الحفاظ على مخاطر عدم الاستقرار منخفضة.

قدم الفريق حاليًا براءة اختراع لابتكاراتهم. يمكنك قراءة البحث الكامل المنشور في مجلة Nature التقارير العلمية.

راجع أيضًا: تحقق من "نسيج الفضاء" المستقبلي ثلاثي الأبعاد المطبوع من وكالة ناسا


شاهد الفيديو: 4 أفكار لتزيين قارورات الزجاج. DIY. Recyclage (سبتمبر 2021).