科学探索|新方法让用过的口罩可以被改造为能量密度相当于锂离子的电池新方法让用过的口罩可以被改

尽管口罩在我们当前充满流行病的世界中很重要，但不言而已，全球都在用并一直在快速丢弃的口罩对环境有重大影响。现在，科学家已经展示了一种处理旧口罩的新方法以用它们来制造低成本、灵活和高效的电池。
【科学探索|新方法让用过的口罩可以被改造为能量密度相当于锂离子的电池】

文章图片

个人防护设备（PPE）是我们在对抗SARS-CoV-2的战争中最关键的防御措施之一，但不幸的是，它需要一次性使用以提供最大的保护。这当然会增加巨大的废物负担， 2020年的一项研究估计，在大流行病的早期阶段，每个月使用的口罩多达1290亿个。这些东西最终被填埋在垃圾场、海洋和其他环境中，或者被烧掉，散发出有毒气体。
为了缓解这种压力，科学家们正在寻找方法将口罩回收为有用的东西，如道路材料。而在这方面，一项新的研究现在发现，经过正确的处理，它们实际上是相当好用的电池。
首先，研究人员用超声波对口罩进行消毒，然后将它们浸入由石墨烯制成的墨水中。接下来，面具被压缩并加热到140°C（284°F），形成导电的"颗粒" ，作为电池的电极使用。这些颗粒被一个同样由旧口罩制成的绝缘层隔开，然后整个东西被浸泡在电解液中，最后覆盖在一个由不同类型的医疗废物--药物泡罩--制成的保护壳中。
当然，清理口罩只是目的的一部分，如果生产出来的电池品质不好，也不会有什么帮助，但它们出乎意料地有效，研究小组声称，他们实现了每公斤99.7瓦时的能量密度（Wh/kg）。这已接近无处不在的锂离子电池的能量密度，其范围在100至265瓦/千克之间。
研究人员通过在电极上添加钙钴氧化物过氧化物的纳米颗粒，进一步改进了电池。这使能量密度增加了一倍多，使其达到了令人尊敬的208Wh/kg 。表现最好的电池版本在1500次循环后保留了82%的容量，并能在电压高达0.54V的情况下提供超过10小时的能量。
该团队说，这些电池也有一些其他的好处。使用废品意味着它们的成本很低，而且它们可以做得很薄，很灵活，甚至在需要时可以一次性使用（尽管这可能会在一定程度上削弱其初衷）。
这项研究发表在《能源储存》杂志上。