Akkus aus gebrauchten Gesichtsmasken? Forscher entwickeln neue Technologie

CC0 / Alexandra_Koch / Pixabay / Gesichtsmaske (Symbolbild)
Gesichtsmaske (Symbolbild) - SNA, 1920, 27.01.2022
Forscher an der Nationalen Technologischen Forschungsuniversität MISIS mit Sitz in Moskau haben zusammen mit Kollegen aus den USA und Mexiko eine neue Technologie entwickelt, um aus gebrauchten medizinischen Masken und Medikamentenverpackungen kostengünstige Batterien herzustellen.
Die neue Technologie sieht demnach vor, dass lediglich Graphen zugekauft werden muss. Die Studienergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Journal of Energy Storage“ veröffentlicht.
Laut Forschern an der MISIS werden in der Corona-Pandemie jeden Monat mehr als 130 Milliarden Masken verwendet, welche zu Hunderten Tonnen Polymerabfall würden. Bei ihrer Verbrennung würden giftige Gase freigesetzt, sodass das Problem der Verarbeitung der Abfälle besonders dringend sei.
Das neue Verfahren ermögliche es, dünne, flexible und billige Batterien zu erhalten, welche aufgrund der geringen Kosten auch Einwegbatterien sein könnten, hieß es. Sie seien schwereren, metallbeschichteten traditionellen Gegenstücken, deren Herstellung teuer sei, in einer Reihe von Parametern überlegen, hieß es. Diese neuen Akkus, so die Autoren, könnten in Haushaltsgeräten verwendet werden, von Uhren bis hin zu Lampen.
„Um eine Batterie vom Typ Superkondensator zu erstellen, wird der folgende Algorithmus verwendet: Zuerst werden die Masken mit Ultraschall desinfiziert und dann in die Graphen-'Tinte' getaucht, welche die Maske imprägniert. Dann wird das Material unter Druck gepresst und auf 140 Grad Celsius erhitzt. (Bei der Herstellung herkömmlicher Superkondensator-Batterien ist eine sehr hohe Temperatur für die Pyrolyse und Karbonisierung erforderlich, bis zu 1000-1300 Grad Celsius. Die neue Technologie reduziert den Energieverbrauch um das Zehnfache). Dann wird zwischen den beiden Elektroden aus dem neuen Material eine Dichtung, ebenfalls aus Maskenmaterial, mit isolierenden Eigenschaften platziert Diese wird mit einem speziellen Elektrolyten imprägniert, und dann wird aus dem Material der Arzneimittelverpackungen eine Schutzhülle hergestellt“, erläuterte der Forscher an der MISIS, Anwar Sahidow.
Die Neuentwicklung weise im Vergleich zu herkömmlichen Analoga eine hohe Energiedichte und elektrische Kapazität bis zu 98 Wattstunden pro Kilogramm auf. Als Fachleute beschlossen hätten, den aus den Masken gewonnenen Elektroden Nanopartikel des anorganischen Perowskits vom CaCo-Typ hinzuzufügen, habe sich die Energiekapazität der Batterien verdoppelt und 208 Wattstunden pro Kilogramm erreicht. Zudem sei eine große elektrische Kapazität von 1706 Farad pro Gramm erreicht worden.
Wissenschaftler hätten auch in der Vergangenheit versucht, verschiedene poröse Naturmaterialien und Abfälle, darunter Kokosnussschalen, Reishülsen und neuerdings sogar Zeitungsabfälle, zur Herstellung von Elektroden für Superkondensatoren zu verwenden. Doch deren Verarbeitung habe immer eine Glühbehandlung bei hohen Temperaturen in speziellen Öfen erfordert.
Die Gesichtsmasken hätten sich als einfacheres und billigeres Material für die Verarbeitung erwiesen, da die Imprägnierung mit Graphen ausreiche, um ihnen einzigartige Eigenschaften zu verleihen, so die Studienautoren.
Künftig wollen die Forscher mit der neuen Technologie Batterien für Elektrofahrzeuge, Solarkraftwerke und andere Anwendungen herstellen.
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