เปลี่ยนหน้ากากเก่าให้เป็นแบตเตอรี่

เปลี่ยนหน้ากากเก่าให้เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

นักวิทยาศาสตร์จากรัสเซีย สหรัฐอเมริกา และเม็กซิโก

ได้พัฒนาวิธีการรีไซเคิลหน้ากากเก่าให้เป็นแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติของรัสเซีย (NUST MISiS)

ร่วมมือกับเพื่อนร่วมงานในสหรัฐอเมริกาและเม็กซิโกเพื่อพัฒนาวิธีการใหม่

ในการเปลี่ยนหน้ากากที่ใช้แล้วให้เป็นแบตเตอรี่ราคาถูก ยืดหยุ่น

ใช้งานได้และมีประสิทธิภาพ พวกเขาตีพิมพ์ผลการศึกษาในวารสาร Energy Storage ฉบับเดือนกุมภาพันธ์ 2565

ด้วยการมาถึงของ Covid-19 ผู้คนต้องพึ่งพาอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) 

แม้ว่าหน้ากากอนามัยแบบใช้แล้วทิ้งเป็นส่วนประกอบหลักของ PPE ทั่วโลก

แต่การทิ้งผลิตภัณฑ์ที่ใช้แล้วกลับถูกละเลย

มักจะไปสิ้นสุดที่หลุมฝังกลบและในมหาสมุทร

โดยปล่อยก๊าซอันตรายออกมา ในปี 2020 เพียงปีเดียว

โลกผลิตหน้ากาก 52 พันล้านชิ้น และ 1.56 พันล้านชิ้นไปสิ้นสุดในทะเล

ในการรีไซเคิลหน้ากาก ทีมงานจะฆ่าเชื้อหน้ากากด้วยคลื่นอัลตราโซนิกก่อน

แล้วจุ่มลงในหมึกที่ทำจากกราฟีน จากนั้นจึงบีบอัดหน้ากากและทำให้ร้อนถึง 140 องศาเซลเซียส

เพื่อสร้างเม็ดเล็กๆ ที่ทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่ เม็ดเหล่านี้ถูกคั่นด้วยชั้นฉนวนซึ่งทำจากหน้ากากที่ใช้แล้ว 

ขั้นตอนสุดท้ายคือการจุ่มวัตถุทั้งหมดลงในอิเล็กโทรไลต์และปิดด้วยเปลือกที่ผลิตจากยาที่ใช้แล้วทิ้ง ด้วยวิธีนี้

ขยะทางการแพทย์จะกลายเป็นแกนกลางของแบตเตอรี่ สิ่งเดียวที่ต้องเพิ่มคือกราฟีน ตามที่ศาสตราจารย์

Anvar Zakhidov ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ของโครงการโครงสร้างพื้นฐาน "อุปกรณ์ประสิทธิภาพสูง

ยืดหยุ่น และไฟฟ้าโซลาร์เซลล์" ที่อยู่ใน Perovskites แบบไฮบริด ที่ NUST MISiS

Zakhidov et al. พบว่าแบตเตอรี่ใหม่ค่อนข้างมีประสิทธิภาพด้วยความหนาแน่นของพลังงาน 99.7 Wh/kg

ซึ่งใกล้เคียงกับความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งอยู่ในช่วง 100 - 265 Wh/kg

 นักวิจัยได้ปรับปรุงการออกแบบแบตเตอรี่โดยการเพิ่มอนุภาคนาโนของวัสดุ perovskite

แคลเซียมโคบอลต์ออกไซด์ลงในอิเล็กโทรด การปรับปรุงดังกล่าวทำให้ความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่า โดยแตะระดับ 208 Wh/kg

 รุ่นแบตเตอรี่ให้ประสิทธิภาพสูงสุดโดยเหลือ 82% ของความจุหลังจาก 1,500 รอบและสามารถให้พลังงานมากกว่า 10 ชั่วโมงที่ 0.54 V

วิธีการใหม่นี้สามารถปูทางไปสู่การผลิตแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าแบตเตอรี่เคลือบโลหะทั่วไปและหนักกว่าซึ่งมีราคาสูงกว่า

 แบตเตอรี่แบบบางราคาประหยัดของ NUST MISiS

สามารถใช้แล้วทิ้งและใช้ในเครื่องใช้ในบ้านในอนาคตได้ตั้งแต่นาฬิกาไปจนถึงหลอดไฟ