如果您可以一次解決兩個(gè)地球上最大的問題該怎么辦?加州大學(xué)河濱分校的工程師們已經(jīng)開發(fā)出一種方法，可以將蘇打水或水瓶等塑料廢物回收為可用于儲能的納米材料。

Mihri和Cengiz Ozkan及其學(xué)生多年來一直在努力開發(fā)可持續(xù)能源，例如玻璃瓶，沙灘沙，傻膩?zhàn)雍蚿ortabella蘑菇等改良的儲能材料。他們的最新成功可以減少塑料污染，并加快向100%清潔能源的過渡。

UCR的Marlan和Rosemary Bourns工程學(xué)院的電氣工程學(xué)教授Mihri Ozkan表示：“到2040年，預(yù)計(jì)全球有30%的汽車將是電動(dòng)的，而原始電池材料的高成本是一個(gè)挑戰(zhàn)。” “利用垃圾掩埋場的廢物和塑料瓶的回收處理可以降低電池的總成本，同時(shí)使電池生產(chǎn)在消除全球塑料污染的基礎(chǔ)上可持續(xù)發(fā)展。”

在《能源存儲》上發(fā)表的一篇開放獲取文章中，研究人員描述了一種可持續(xù)，直接的過程，用于將蘇打瓶和許多其他消費(fèi)品中的聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料廢料(PET)升級為多孔碳納米結(jié)構(gòu)。

他們首先將PET塑料瓶碎片溶解在溶劑中。然后，他們使用稱為靜電紡絲的方法，從聚合物中制成了微觀纖維，并在爐中將塑料線碳化了。與粘合劑和導(dǎo)電劑混合后，將材料干燥，然后組裝成紐扣電池類型的雙電層超級電容器。

當(dāng)在超級電容器中進(jìn)行測試時(shí)，該材料既包含雙層電容器的特性，該雙層電容器是由分開的離子電荷和電子電荷的排列形成的，還具有當(dāng)離子被電化學(xué)吸附到材料表面時(shí)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)假電容。

盡管它們不像鋰離子電池那樣儲能，但這些超級電容器的充電速度更快，這使得基于塑料廢料的電池成為許多應(yīng)用的不錯(cuò)選擇。

通過在碳化之前用各種化學(xué)物質(zhì)和礦物質(zhì)(例如硼，氮和磷)“摻雜”電紡纖維，該小組計(jì)劃調(diào)整最終材料以改善電性能。

博士生兼第一作者阿拉什·米爾賈里利(Arash Mirjalili)說：“在UCR，我們已邁出了第一步，將塑料廢物回收到可充電的儲能裝置中。” “我們相信這項(xiàng)工作具有環(huán)境和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，我們的方法可以為未來的研究和開發(fā)提供機(jī)會(huì)。”

作者認(rèn)為該工藝具有可擴(kuò)展性和適銷性，并且代表了將廢PET運(yùn)出垃圾填埋場和海洋的重大進(jìn)展。

機(jī)械工程學(xué)教授Cnegiz Ozkan表示：“用于儲能的PET塑料廢料的再利用可被視為綠色環(huán)保制造可持續(xù)能源來源的電極材料的圣杯。” “在超級電容器制造中這種新型電極的示范將在未來被新一代鋰離子電池跟進(jìn)，敬請期待。”