Российские ученые придумали, как переработать медицинские маски в батарейки

Ученые МИСиС совместно с коллегами из США и Мексики разработали новую технологию превращения отходов, которые сложно утилизировать, в сырье. Исследование опубликовано в Journal of Energy Storage, о новом открытии сообщили в пресс-службе МИСиС.

Во время пандемии коронавируса жители планеты ежемесячно используют более 130 млрд масок, которые превращаются в сотни тонн полимерных отходов. При их сжигании выделяются токсичные газы, поэтому задача по переработке этих отходов стала очень актуальной.

Российские ученые разработали новую технологию получения экономичных аккумуляторов из использованных масок, а в качестве оболочек в них используются отходы упаковок от лекарств. Новая технология позволяет получить тонкие, гибкие, дешевые батареи, которые за счет низкой себестоимости могут быть и одноразовыми. Они превосходят более тяжелые, покрытые металлом традиционные батарейки, которые требуют больше расходов на производство.

«Процесс создания таков: сначала маски дезинфицируют с помощью ультразвука, затем окунают в "чернила" из графена, которые пропитывают маску. Потом материал прессуют под давлением, нагревают до 140 °С. При создании обычных аккумуляторов требуется очень высокая температура — до 1000–1300 °С, а новая технология снижает расход энергии в десять раз. Затем получившуюся прокладку размещают между двумя электродами, тоже сделанными из масок. Ее пропитывают особым электролитом, а затем конструкцию покрывают защитной оболочкой из материала упаковок от лекарств», — рассказал профессор МИСиС, научный руководитель инфраструктурного проекта Анвар Захидов.

Таким образом, основой для создания элементов питания служат медицинские отходы, закупать необходимо лишь графен.

Новые аккумуляторы по сравнению с традиционными аналогами обладают высокой плотностью запасенной энергии и электрической емкостью. Ранее созданные по похожей технологии таблеточные аккумуляторы имели емкость 10 ватт-часов на 1 кг, а российским ученым удалось получить 208 ватт-часов на 1 кг.

Исследователи до этого пробовали разные пористые природные материалы и отходы. Это были оболочки кокосовых орехов, рисовая шелуха, даже газеты, покрышки от автомобилей и др. Маски оказались более простым и дешевым материалом для обработки — пропитки графеном оказалось достаточно для придания им уникальных свойств.

Новые батареи уже можно использовать в бытовых устройствах — от часов до светильников. В будущем исследователи планируют использовать новую технологию для производства батарей для электромобилей, солнечных электростанций и др.