Zużyte maseczki to coraz większy problem - co z nimi można zrobić?

Odpady medyczne przerobione na baterie. Wystarczy dodać grafen

Naukowcy opracowali nową technologię produkcji opłacalnych ogniw z odpadów medycznych, takich jak choćby zużyte maseczki ochronne. Dzięki temu rozwiązaniu można upiec dwie pieczenie na jednym ogniu – mieć lepsze baterie i pozbyć się pamiątek po globalnym kryzysie medycznym. Potrzebny jest jednak grafen.

Badania przeprowadzone przez Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne wskazują, że każdego miesiąca na świecie zużywa się aż 129 miliardów jednorazowych maseczek ochronnych. Często nie są one poddawane odpowiedniej utylizacji i trafiają na dzikie wysypiska śmieci, do rzek lub oceanów. A przecież są traktowane jako odpady medyczne, potencjalnie skażone biologicznie, więc nie powinny być wyrzucane ot tak.

Naukowcy z rosyjskiego Narodowego Badawczego Uniwersytetu Technicznego (NUST) „MISiS” i zespoły z USA oraz Meksyku wpadli na pomysł, by przerobić je na baterie. Wyniki opublikowano w Journal of Energy Storage.

Nowy pomysł na superkondensatory

Podczas spalania polimerowych maseczek jednorazowych wydzielane są toksyczne gazy, dlatego odpowiedni recykling tego typu produktami jest tak ważny. Zespół kierowany przez uczonych z NUST MISiS opracował nową technologię produkcji baterii, wykorzystującej zużyte maseczki jednorazowe i opakowania po lekach w blistrach. Dodając do nich grafen, można pozbyć się odpadów i stworzyć tanie ogniwo.

Maseczki ochronne przerobione na baterie

Nowa technologia pozwala na produkcję cienkich i tanich baterii jednorazowego użytku, które pod wieloma względami przewyższają klasyczne ogniwa. Mogą być one stosowane w urządzeniach gospodarstwa domowego, od zegarów po lampy.

Aby stworzyć superkondensator, najpierw dezynfekujemy maski ultradźwiękami, a następnie zanurzamy je w „atramencie” z grafenu. Następnie materiał jest prasowany pod ciśnieniem i podgrzewany do temperatury 140oC. Pomiędzy dwiema elektrodami wykonanymi z nowego materiału umieszcza się separator, również wykonany z materiału z maski, o właściwościach izolacyjnych. Jest on nasycany specjalnym elektrolitem, a następnie tworzona jest powłoka ochronna z materiału, z którego wykonane są opakowania blistrów medycznych, np. paracetamolu.

prof. Anvar Zakhidov, dyrektor naukowy projektu z NUST MISiS

Superkondensator to rodzaj kondensatora elektrolitycznego o specyficznej konstrukcji, cechujący się dużą pojemnością elektryczną. Do wytworzenia konwencjonalnych superkondensatorów wymagane są bardzo wysokie temperatury, nawet do 1000-1300oC. Nowa technologia zmniejsza zużycie energii aż 10 razy. Wcześniejsze akumulatory stworzone przy użyciu podobnej technologii cechowały się pojemnością 10 Wh/kg, ale obecnie udało się ją podwyższyć aż do 98 Wh/kg.

Czytaj też: Nadchodzą baterie kwantowe. To będzie przełom w energetyce?

W przeszłości próbowano wykorzystać porowate materiały naturalne i odpady do produkcji elektrod dla superkondesatorów. Niestety, zawsze największą przeszkodą była konieczność zastosowania wysokich temperatur – nowa technologia ją całkowicie obchodzi, przy założeniu, że do mieszanki dodamy grafenu.

Naukowcy mają nadzieję, że nowe baterie uda się wykorzystać w przemyśle motoryzacyjnym i energetycznym.