دستاورد جدید دانشمندان: تولید قطعات باتری موبایل و خودروهای برقی از کاغذ باطله

دانشمندان دانشگاه صنعتی نانیانگ (NTU) در سنگاپور، تکنیکی را برای تبدیل کاغذهای باطله بسته‌بندی‌ها، کیسه‌های یکبار مصرف و جعبه‌های مقوایی به یکی از اجزای مهم باتری های لیتیوم یونی ابداع کرده‌اند که در گوشی‌ها و خودروهای برقی استفاده می‌شود.

دانشمندان با کمک فرایندی به نام کربن‌سازی (Carbonization) که کاغذ را به کربن خالص تبدیل می‌کند، موفق شدند تا الیاف کاغذ را به الکترود تبدیل کنند که در‌نهایت می‌تواند به باتری‌های قابل شارژ تبدیل شود که گوشی‌های موبایل، تجهیزات پزشکی و خودروهای برقی از آن‌ها استفاده می‌کنند.

روش تولید باتری از کاغذ باطله

برای کربن کردن کاغذ، این تیم آن را در معرض دماهای بالا قرار دادند که این امر باعث تجزیه‌شدن آن به کربن خالص، بخار آب و روغن‌هایی می‌شود که می‌توانند برای سوخت زیستی مورد استفاده قرار بگیرند. با توجه به اینکه کربن‌سازی در نبود اکسیژن صورت می‌گیرد، مقادیر ناچیزی دی‌اکسید‌کربن منتشر می‌شود و این فرایند برای دفع کاغذ کرافت از طریق سوزاندن که باعث تولید مقادیر زیادی گازهای گلخانه‌ای می‌شود، جایگزین بهتری برای محیط زیست است.

آندهای کربن تولید‌شده توسط تیم تحقیقاتی نیز دوام، انعطاف‌پذیری و خواص الکتروشیمیایی بهتری از خود نشان داده‌اند. در واقع آندها می‌توانند تا 1200 بار شارژ و تخلیه شوند که نسبت به باتری‌های فعلی موبایل دو‌برابر دوام بیشتر آن‌ها را نشان می‌دهد.

روش توسعه‌یافته توسط دانشمندان NTU همچنین از فرایندهای انرژی‌بر و فلزات سنگین کمتری در مقایسه با روش‌های صنعتی فعلی تولید آند باتری استفاده می‌کند. از آنجایی که ارزش آند 10 تا 15 درصد کل هزینه یک باتری لیتیوم یونی را تشکیل می‌دهد، انتظار می‌رود تا این روش جدید که از مواد ضایعاتی کم‌هزینه در آن استفاده می‌شود، هزینه‌های ساخت آنها را نیز کاهش دهد.

استفاده از کاغذهای باطله به‌عنوان یک ماده خام برای تولید آندهای باتری، همچنین اتکای ما به منابع معمولی کربن، مانند پرکننده‌های کربنی و چسب‌کننده‌های کربن‌دار که بعداً با مواد شیمیایی و ماشین‌آلات سنگین پردازش و استخراج می‌شوند را کاهش می‌دهد.

تیم NTU تحقیقات بیشتری را برای بهبود ظرفیت ذخیره انرژی مواد خود و به حداقل رساندن انرژی گرمایی مورد نیاز برای تبدیل کاغذ به کربن انجام خواهد داد.