變廢為寶 美大學(xué)利用廢棄玻璃研制高效電池材料
據(jù)外國(guó)媒體消息，近日，美國(guó)加州大學(xué)河濱分校的研究員發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)鋰電池相比，回收玻璃制造的充電電池能夠儲(chǔ)存的電量多出四倍。而且，將廢棄玻璃研磨成粉并制造出的硅基負(fù)極，還能延長(zhǎng)手機(jī)甚至電動(dòng)汽車的電池壽命。
盡管廢品回收工作一直在進(jìn)行，但每年仍有無(wú)數(shù)廢棄玻璃瓶進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)。這引起了研究員的注意，是否可以將玻璃瓶中的二氧化硅用于生產(chǎn)高純度的硅納米顆粒并制造充電電池呢?
近日，美國(guó)加州大學(xué)河濱分校進(jìn)行了一項(xiàng)研究，用環(huán)保材料制造鋰電池負(fù)極。研究員利用回收玻璃制造出了含有硅基負(fù)極的充電電池。與傳統(tǒng)鋰電池的碳基負(fù)極相比，硅基負(fù)極能儲(chǔ)存更多電量。然而，此種電池性能不夠穩(wěn)定，在充放電時(shí)會(huì)膨脹和收縮。不過(guò)，將硅粒子縮小成納米顆粒即可解決問(wèn)題。
制造納米硅基負(fù)極需要三個(gè)步驟，首先將玻璃壓碎，研磨成精細(xì)的白色粉末，然后在粉末中加入鎂并加熱使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最后在生成的混合物外面涂一層碳。硅納米顆粒更加穩(wěn)定，也能提高電池的儲(chǔ)電能力。研究員說(shuō)，該化學(xué)反應(yīng)成本很低，他們已申請(qǐng)專利，之后會(huì)將這種電池投入生產(chǎn)。
“我們首先利用的是垃圾填埋場(chǎng)的廢棄玻璃，制造出的充電電池能儲(chǔ)存更多電量，充電速度也更快，相比市場(chǎng)上的紐扣電池性能更加穩(wěn)定，”加州大學(xué)河濱分校材料科學(xué)與工程專業(yè)的一位畢業(yè)生說(shuō)，“因此，針對(duì)下一代鋰電池，我們已經(jīng)有了前景光明的備選方案。”
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