美國開發廢輪胎用于制作超級電容器技術

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    美國每年有3億個廢棄輪胎，利用美國能源部橡樹嶺國家實驗室和德雷克塞爾大學開發的技術，其中一部分輪胎可用于制作汽車和電網技術中的超級電容器。

    采用預處理和工藝的專利技術，Parans Paranthaman領導的研究小組制備了柔性聚合物碳復合膜作為超級電容器的電極。這些設備在汽車、公共汽車和叉車中很有用，都需要高功率和高能量密度的快速充放電周期。這項技術制備的超級電容器電極在10000次充放電后僅下降2％。

    這項技術被發表在Wiley－VCH出版社的《ChemSusChem》期刊中，緊接著之前ORNL發明的廢輪胎用于電池的方法。同時，該方法可緩解預計2035年每年15億輪胎處理的問題。

    “那些輪胎最終將需要被丟棄，而我們的超級電容器應用可消耗這種廢物，”Paranthaman說。“與我們已授權技術的兩家公司合作，把廢輪胎轉化為碳粉電池，我們估計每天可消耗50噸。”

    雖然這個數量只占每天需要回收8000噸的一小部分，德雷克塞爾大學的論文合著者Yury Gogotsi指出，其他回收公司也可為這一目標做出貢獻。

    “利用ORNL的技術，每個輪胎會獲得約50％的碳回收率，”Gogotsi說。“如果我們能夠回收所有的廢輪胎，這將轉化為150萬噸碳，為每年全球石墨產量的一半。”

    為了制備碳復合薄膜，研究人員在濃硫酸中浸泡屑形狀不規則的輪胎橡膠，然后他們清洗橡膠并把它們放到充氮氣的管式爐，逐漸把溫度從攝氏400度增加到1100度。

    在幾個其他步驟之后，包括將材料與氫氧化鉀混合，額外烘干和去離子水清洗，研究人員將獲得的材料與聚苯胺混合，聚苯胺是一種導電聚合物，直到他們獲得成品。

    “我們預計，相同的方法可被應用到其他偽電容材料，偽電容材料來自于輪胎中低成本活性炭，以達到更高的電化學性能和更長的循環壽命，這些是電化學活性聚合物應用的主要挑戰，”Gogotsi說。