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新加坡南洋理工大學:把廢紙變成碳陽極 製成更環保、更便宜的電池零件
發佈日期:07/12/2022
消息來源:科技新報
透過碳化過程,新加坡科學家將一次性使用的紙張、包裝紙換成話電池可以用的電極材料。過去科學家一直以來都想要擴大鋰離子電池的儲電容量,透過將石墨陽極換成鋰或著是矽材,讓人們不用擔心手機電量,而新加坡南洋理工大學(NTU Singapore)此次的研究目標,是讓陽極可以更環保,透過「碳化」過程,將扁平的紙張轉換成煤渣樣黑色純碳,將紙張的纖維轉化為電池陽極、變成電池材料,為手機、醫療設備和電動車提供動力。
 

為了將紙張碳化,得將紙張置於高溫之下把它們還原為純碳、水蒸氣和能用於生質燃料的油,且為了確保過程中不會產生太多的二氧化碳,團隊在無氧環境下將紙張碳化,不需要透過會產生大量廢氣的燃燒方法。

研究團隊製造出來的碳陽極還表現出卓越的耐用性、柔韌性和電化學性能。實驗測試顯示,新陽極可以充放電多達 1,200 次,耐用性是目前手機電池陽極的的兩倍,還可以承受比同類電池更多的物理壓力,吸收破碎能量的能力高達五倍。

與目前製造電池陽極的工業方法相比,南大開發的方法還採用更少的能源密集型技術和重金屬材料。由於陽極價值占鋰離子電池總成本的 10%至15%,團隊的最新方法有望降低製造成本,同時也將減輕我們對傳統、較不環保的碳源的依賴,例如碳質填料(carbonaceous fillers)和產碳黏著劑(carbon-yielding binders)。
 
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