Пластиковые бутылки предложили превращать в графит для аккумуляторов электромобилей

Команда Университета штата Пенсильвания разработала технологию переработки пластиковых бутылок из полиэтилентерефталата (ПЭТ) в высококачественный синтетический графит, пригодный для производства литий-ионных аккумуляторов. Результаты исследования опубликованы в журнале Diamond and Related Materials.

Графит является одним из ключевых материалов современных аккумуляторов и используется в качестве анода — электрода, отвечающего за накопление и отдачу заряда. Спрос на него стремительно растёт вместе с развитием производства электромобилей, систем накопления энергии и портативной электроники.

Учёные предложили использовать в качестве сырья один из самых распространённых видов пластиковых отходов — ПЭТ-бутылки. Измельчённый пластик смешивали с небольшим количеством оксида графена, после чего подвергали специальной термической обработке, в результате которой атомы углерода перестраивались в высокоупорядоченную графитовую структуру.

Исследование показало, что полученный материал по степени кристаллической упорядоченности превзошёл образцы природного графита, который сегодня считается эталоном для производства аккумуляторов.

Авторы отмечают, что технология одновременно решает две экологические задачи. С одной стороны, она позволяет перерабатывать большие объёмы пластиковых отходов, которые нередко оказываются на полигонах или в окружающей среде. С другой — создаёт альтернативный источник графита, спрос на который продолжает быстро расти из-за развития электротранспорта и систем хранения энергии.

В отличие от многих существующих методов получения синтетического графита новая технология не требует применения металлических катализаторов, способных загрязнять материал примесями и увеличивать объёмы химических отходов при последующей очистке.

Исследователи подчёркивают, что работа пока находится на экспериментальной стадии. Следующим этапом станет оценка возможности промышленного производства такого графита и проверка его характеристик в составе реальных литий-ионных аккумуляторов.

По мнению авторов исследования, использование пластиковых отходов в качестве сырья для производства аккумуляторных материалов может стать одним из перспективных направлений развития экономики замкнутого цикла и одновременно сократить зависимость отрасли от добычи природного графита.