Как бы ни были важны маски для лица в нашем нынешнем мире, охваченном пандемией, они оказывают серьезное отрицательно влияние на окружающую среду. Теперь ученые продемонстрировали новый метод утилизации старых масок — использование их для изготовления недорогих, гибких и эффективных батарей.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) являются одним из наших самых важных средств защиты в войне против SARS-CoV-2, но, к сожалению, для обеспечения максимальной защиты они должны быть одноразовыми. Это, конечно, приводит к огромному бремени отходов: по оценкам исследования 2020 года , на ранних стадиях пандемии ежемесячно использовалось до 129 миллиардов масок для лица. Они попадают на свалки, в океаны и другие среды или сжигаются, выделяя токсичные газы. вещи, например, в дорожные материалы . И в этом ключе новое исследование показало, что при правильном обращении из них получаются довольно приличные батареи.
Сначала исследователи продезинфицировали маски с помощью ультразвука, а затем погрузили их в чернила из графена. Затем маски спрессовывают и нагревают до 140 °C, образуя проводящие «гранулы», которые работают как электроды батареи. Они разделены изолирующим слоем, который также сделан из старых масок, затем все это пропитывается электролитом и, наконец, покрывается защитной оболочкой, сделанной из другого вида медицинских отходов — блистерных упаковок от лекарств.
Конечно, очистка Земли от лицевых масок — это только часть уравнения, и это не сильно помогло бы, если бы батареи были плохими. Но они удивительно эффективны: команда утверждает, что они достигли плотности энергии 99,7 ватт-часов на килограмм (Втч/кг). Это приближается к плотности энергии вездесущей литий-ионной батареи, которая колеблется от 100 до 265 Втч/кг.
Исследователи еще больше улучшили аккумулятор, добавив к электродам наночастицы перовскита оксида кальция и кобальта. Это более чем удвоило плотность энергии, доведя ее до приличных 208 Втч/кг. Самая производительная версия батареи сохраняла 82 процента своей емкости после 1500 циклов и могла обеспечивать энергией более 10 часов при напряжении до 0,54 В.
Команда говорит, что у этих батарей есть и ряд других преимуществ. Использование отходов означает, что они дешевы, их можно сделать тонкими и гибкими, а при необходимости даже одноразовыми (хотя это может несколько подорвать первоначальный замысел).
Исследование было опубликовано в журнале Energy Storage .