微波辅助的塑料废弃物的回收利用为离子电池的高性能碳阳极
Muhammad Amirul Aizat Mohd Abdah1, Fathihah Nabila Mohammad Azlan1, Weng Pin Wong1
1Sunway Centre for Electrochemical Energy and Sustainable Technology (SCEEST), School of Engineering and Technology, Sunway University, No. 5 Jalan Universiti, Bandar Sunway, 47500, Petaling Jaya, Selangor, Malaysia.
这项研究将聚烯塑料废弃物转化为活性聚烯碳,用于高性能离子电池. 由此产生的材料具有出色的容量和稳定性,提供可持续的电池解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 对高性能离子电池 (LIB) 的日益增长的需求需要可持续和负担得起的电极材料.
- 废物再循环是解决电池生产全球可持续性挑战的可行战略.
研究的目的:
- 为了将聚烯 (PP) 塑料废料转化为激活聚烯碳 (APC) 用于LIB阳极.
- 使用微波辅助热解和响应表面方法 (RSM) 优化APC的合成.
- 在LIBs中评估合成的APC材料的电化学性能.
主要方法:
- 微波辅助热解被用来将PP塑料废弃物转化为APC.
- 响应表面方法 (RSM) 与中央复合设计 (CCD) 用于合成优化.
- 物理化学表征包括FESEM-EDX,XRD和拉曼光谱.
- 通过充放电循环和速率能力测试来评估电化学性能.
主要成果:
- 在最佳的合成条件 (3.5M HNO3,230°C,25分钟) 下,APC产生了理想的Id/Ig比值为0.681.
- APC 800 展示了一个 3D 结构,其中的中极孔促进了快速的离子传输.
- 该APC 800电极实现了381.0 mAh/g的初始放电容量和85.1%的初始库伦比效率.
- 证明了卓越的循环稳定性 (经过100个循环) 和显著的速率性能 (355.1 mAh/g在0.2 A/g).
结论:
- 从塑料废物中提取的活性聚烯碳是高性能LIB的有前途的阳极材料.
- 废物回收利用为生产先进电池材料提供了一个可持续的途径.
- 优化的合成方法为APC生产提供了可扩展的方法.
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