老舊輪胎該如何處理一向是個(gè)棘手的問(wèn)題,臺(tái)灣每年約產(chǎn)生10萬(wàn)公噸廢棄輪胎,美國(guó)的數(shù)字更為驚人,高達(dá)240萬(wàn)公噸。這么大量的廢棄輪胎到底該何去何從呢?大多數(shù)輪胎回收后用來(lái)作為鋪路原料、制塑膠的添加物或鞋底,而現(xiàn)在,美國(guó)科學(xué)家為廢棄輪胎找到新出路了──制成鋰電池的陽(yáng)極。
隸屬美國(guó)能源部的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)研究發(fā)現(xiàn),廢棄輪胎可制造成供應(yīng)電動(dòng)車(chē)儲(chǔ)能或能源儲(chǔ)存用的鋰電池。
利用廢棄輪胎的微觀特性,科學(xué)家 Parans Paranthaman 與 Amit Naskar 帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新的鋰電池陽(yáng)極,且相較傳統(tǒng)的石墨,從輪胎橡膠重獲新生的鋰電池陽(yáng)極效能更佳。
科學(xué)家們先將廢棄輪胎的橡膠磨成微米大小的碎片,接著浸泡到熱硫酸中,將橡膠泥漿過(guò)濾、沖洗后,便可得到蛋糕狀物質(zhì),再該物質(zhì)與氮?dú)庖黄鸺訜?,就能產(chǎn)生孔洞直徑小于 2 納米的多孔碳黑原料。此外,在這過(guò)程中碳分解出的原料,還能用于濾水、吸收氣體及儲(chǔ)能設(shè)備上。
為測(cè)試該原料的效能,科學(xué)家以多孔碳黑原料作為鋰電池陽(yáng)極,制成實(shí)驗(yàn)用小電池,經(jīng)過(guò)100次充放電循環(huán)后,該電池陽(yáng)極電量達(dá)每克390毫安培小時(shí)(mAh),超越商用石墨的每克370mAh 的效能。科學(xué)家認(rèn)為,之所以會(huì)有這樣的差異,主要與輪胎中取得的碳黑材質(zhì)特性有關(guān)。
利用廢棄輪胎橡膠制成碳黑作為電池陽(yáng)極,在提供比石墨更高的效能之余,也能減少老舊輪胎堆積成山對(duì)環(huán)境造成的危害。目前全球供應(yīng)汽車(chē)與軍用設(shè)備的電池市場(chǎng)規(guī)模已近780億美元,若廢棄輪胎經(jīng)過(guò)一連串的轉(zhuǎn)化,變身為鋰電池陽(yáng)極的技術(shù)量產(chǎn)后,預(yù)估在2018年將能瓜分鋰電池市場(chǎng)中110億美元的營(yíng)收。