Использованные маски оказывают серьезное воздействие на окружающую среду. Но теперь ученые нашли новый способ их утилизации. Маски можно использовать для изготовления недорогих, гибких и эффективных батарей.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) сыграли важную роль во время пандемии, но породили новую проблему. В 2020 году было проведено исследование, согласно которому ежемесячно на ранних стадиях пандемии использовалось около 129 миллиардов одноразовых масок для лица. Теперь они валяются на свалках, плавают в океанах, а в лучшем случае - сжигаются, выделяя токсичные газы.
Чтобы уменьшить это давление на окружающую среду, ученые ищут способы перерабатывать маски во что-то полезное. И новое исследование показывает, что их можно превратить в весьма неплохие батарейки.
Батарейки из масок
Для создания аккумуляторов исследователи дезинфицируют маски при помощи ультразвука, а затем окунают их в чернила из графена. Затем маски сжимают и нагревают до 140 градусов Цельсия. Это позволяет образовать проводящие «гранулы», которые работают как электроды будущей батареи.
Электроды разделены изолирующим слоем, который также изготавливается из старых масок. Вся конструкция пропитывается электролитом и покрывается защитной оболочкой, которая изготавливается из другого типа медицинских отходов - блистеров таблеток.
Созданные таким образом батареи оказываются удивительно эффективными. Они обладают плотностью энергии 99,7 ватт-часа на килограмм (Вт-ч/кг). Это приближается к плотности энергии повсеместно распространенный литий-ионный аккумуляторов, которые имеют плотность от 100 до 265 Вт· ч/кг.
Исследователи смогли еще сильнее улучшить батарею, добавив к электродам наночастицы перовскита оксида кальция-кобальта. Это более чем вдвое увеличило плотность энергии, доведя ее до 208 Вт· ч/кг. Самая эффективная версия батареи сохранила 82% своей емкости после 1 500 циклов заряд-разряда и могла выдавать энергию в течение более 10 часов при напряжении до 0,54 В.
Команда говорит, что батареи также имеют ряд других преимуществ. Использование отходов означает, что они недорогие. Также они могут быть сделаны тонкими и гибкими.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Energy Storage.
