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废旧塑料瓶回收,消费后塑料回收的发展前景如何,

时间:2023-10-06 03:09:16 来源: 浏览:

废旧塑料瓶要涨价!因为它能制成动力电池部件!

炎炎夏日,喝上冰镇饮料无疑是最快乐与幸福的事情了。

图源:网络

短暂冷静后,面对“堆积如山”的各种饮料瓶,除了担心自己牙齿不再洁白与肥胖焦虑外,如何无害处理这些塑料垃圾就成为摆在全社会面前的难题。

除了清洁再利用,继续“回归本色”外,PET塑料瓶在近几年也被回收制成服饰与汽车零部件等产品。

堆积如山的废旧塑料瓶 图源:网络

但是面对数量庞大的PET塑料,上述方案消化量有限,而且仅开发了部分PET资源再回收潜力,环境污染问题依旧无法得到有效解决。

在今年2月10日,新加坡科技研究局(A*STAR)成功将废旧的PET塑料瓶转化为聚合物电解质,可用于锂离子电池制造,这将PET塑料回收潜力进一步挖掘。

研究人员在1,5,7-三氮杂双环有机催化剂存在下,用纯乙醇胺通过氨解将干净的废 PET 瓶解聚以形成双对苯二甲酰胺。

从废PET瓶中合成BHETA:PEG聚合物电解质

然后将纯化双对苯二甲酰胺与聚乙二醇与不同质量比,与六亚甲基二异氰酸酯发生反应,产生不同比例的六亚甲基二异氰酸酯嵌段(BHETA:PEG)的聚氨酯。

通过热重分析仪TGA与差示扫描量热分析DSC探测BHETA:PEG聚合物的热性能与稳定性,研究人员发现聚合物在250℃的高温下处于稳定状态,远超电池工作温度。

此外,研究人员通过DSC研究发现,BHETA含量较高的聚合物,其结晶温度较低。证明了BHETA能够减少PEG组分结晶度,从而促进Li+离子传输。

为了验证聚氨酯薄膜的机械性能,研究团队将其置放在充满以120℃双三氟甲基磺酸亚酰胺锂LiTFSI盐(10 mol% wrt PEG 重复单元)在无水二甲基亚砜(DMSO)中浇注的10 wt%溶液中。

PET废旧塑料瓶制成电解质流程简图

研究人员发现LiTFSI让BHETA:PEG形成自支撑膜,这说明BHETA 作为聚氨酯电解质的结构组分在提高其机械完整性方面的重要性,同时含有LiTFSI的1BHETA:2PEG聚合物薄膜具有更好的热稳定性。

现阶段聚氧化乙烯(PEO)作为锂电池电解质已经被广泛探索,但是PET塑料衍生品能否替代部分电解质,提高机械强度,实现可持续绿色环保电池设计成为研究课题。

新加坡科技研究局团队成员将PEO与BHETA:PEG进行混合,发现其在20-80℃之间可以稳定工作进行锂离子传输。这表示BHETA:PEG拥有足够的机械支撑,可以在不影响离子电导率的情况下保持电解质的刚性,这对电池安全性有极大帮助。

基凝胶聚合物电解质(GPE)因其具有较高电导率与机械性能,被大量应用在锂离子电池上。研究人员基于此将GPE作为基材来提升BHETA:PEG薄膜离子电导率,将1BHETA:2PEG和LiTFSI浇铸成不同量EMI-TFSI凝胶电解质。

通过实验证明了BHETA:PEG凝胶聚合物作为电解质的可行性,研究人员开始组装锂离子电池进行测试。

电池 150 个循环的库仑效率和充电/放电容量

电池在常规室温与60℃环境下成功充放电,在150个循环中库伦效率>98%。60℃高温运行,接近 170 mA hg的理论容量。

研究团队合影 图源:新加坡科技研究局(A*STAR)

整个实验取得成功,这证明了从PET塑料瓶回收制成聚合物电解质,将其作为锂离子电池组成部分,可以实现稳定运行的可行性。为电池可持续发展与环保回收开辟了新途径。

看到这里,大家是否还会扔掉手里的饮料瓶了呢?

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