ให้ความรู้เรื่องขวดแก้ว

หัวข้อ "Silicon Derived from Glass Bottles as a Anode Materials for Lithium Ion Full Cell Batteries" บทความที่อธิบายงานวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Scientific Reports Cengiz Ozkan ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกล และ Mihri Ozkan ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้า เป็นผู้นำโครงการนี้ แม้จะมีโครงการรีไซเคิลในปัจจุบัน ขวดแก้วหลายพันล้านขวดก็จบลงด้วยการฝังกลบทุกปี ทำให้นักวิจัยตั้งคำถามว่าซิลิคอนไดออกไซด์ในขวดเครื่องดื่มเหลือใช้สามารถให้อนุภาคนาโนซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้หรือไม่ แอโนดซิลิคอนสามารถกักเก็บพลังงานได้มากกว่าแอโนดกราไฟต์ทั่วไปถึง 10 เท่า แต่การขยายตัวและการหดตัวระหว่างการชาร์จและการคายประจุทำให้ไม่เสถียร การลดขนาดของซิลิกอนให้เหลือระดับนาโนนั้นแสดงให้เห็นว่าช่วยลดปัญหานี้ได้ และด้วยการรวมซิลิคอนไดออกไซด์ที่มีรูปแบบค่อนข้างบริสุทธิ์และปฏิกิริยาเคมีที่มีต้นทุนต่ำ นักวิจัยได้สร้างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบครึ่งเซลล์ที่เก็บพลังงานได้มากกว่าเกือบสี่เท่า กว่ากราไฟต์แอโนดทั่วไป ในการสร้างแอโนด ทีมงานใช้กระบวนการสามขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการบดและบด ขวดแก้ว ให้เป็นพลังงานสีขาวละเอียด การลดความร้อนจากแมกนีซิเทอร์มิกเพื่อเปลี่ยนซิลิกอนไดออกไซด์ให้เป็นซิลิกอนที่มีโครงสร้างระดับนาโน และการเคลือบอนุภาคนาโนของซิลิกอนด้วยคาร์บอนเพื่อปรับปรุงความเสถียร และคุณสมบัติกักเก็บพลังงาน ตามที่คาดไว้ แบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญที่ผลิตขึ้นโดยใช้แอโนดซิลิกอนจากขวดแก้วมีประสิทธิภาพเหนือกว่าแบตเตอรี่แบบดั้งเดิมอย่างมากในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ อิเล็กโทรดที่ได้มาจากซิลิกอน (gSi@C) เคลือบด้วยแก้วที่เคลือบคาร์บอนแสดงประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมด้วยความจุ ~1420 mAh/g ที่อัตรา C/2 หลังจาก 400 รอบ Changling Li นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมและผู้เขียนนำในรายงานกล่าวว่าขวดแก้วหนึ่งขวดมีนาโนซิลิคอนเพียงพอสำหรับแบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญหลายร้อยก้อนหรือแบตเตอรี่เซลล์แบบกระเป๋าสามในห้า "เราเริ่มต้นด้วยของเสียที่ถูกนำไปฝังกลบและสร้างแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานได้มากกว่า ชาร์จเร็วกว่า และเสถียรกว่าแบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญเชิงพาณิชย์ ดังนั้นเราจึงมีผู้สมัครที่มีแนวโน้มสูงสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรุ่นต่อไป "หลี่กล่าว งานวิจัยนี้เป็นผลงานล่าสุดในชุดโครงการที่นำโดย Mihri และ Cengiz Ozkan เพื่อสร้างขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจากวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม การวิจัยก่อนหน้านี้มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาและทดสอบแอโนดจากเห็ดพอร์ทาเบลลา ทราย และดินเบา (อุดมด้วยฟอสซิล)