仅在美国每年丢弃的3亿个轮胎中的一些可以用于车辆的超级电容器和使用在能源部橡树岭国家实验室和德雷塞尔大学开发的技术的电网。
通过采用专有的预处理和加工，由Parans Paranthaman领导的团队创造了柔性聚合物碳复合薄膜作为超级电容器的电极。这些装置可用于需要快速充电和放电循环以及高功率和高能量密度的汽车，公共汽车和叉车的应用。在电极中使用这种技术的超级电容器在10,000次充电/放电循环后仅下降了2%。
该技术在Wiley-VCH 在ChemSusChem上发表的一篇论文中描述，遵循ORNL发现的废旧轮胎用于电池的方法。总之，这些方法可以缓解15亿轮胎制造商预计到2035年每年生产的问题。
“这些轮胎最终将被丢弃，我们的超级电容器应用可能消耗数吨这种废物，”Paranthaman说。“结合我们授权两家公司将废旧轮胎转换成电池碳粉的技术，我们估计每天消耗约50吨。”
虽然这一数量仅占每天需要回收的8,000吨的一小部分，但共同作者Drexel的Yury Gogotsi指出，其他回收公司可以为这一目标做出贡献。
“通过ORNL工艺，每个轮胎都可以生产出约50%的碳，”Gogotsi说。“如果我们要回收所有的废旧轮胎，这将转化为150万吨碳，这是全球石墨年产量的一半。”
为了生产碳复合纸，研究人员将不规则形状的轮胎橡胶碎屑浸泡在浓硫酸中。然后，他们将橡胶洗涤并在流动的氮气气氛下放入管式炉中。他们逐渐将温度从400摄氏度提高到1100摄氏度。
经过几个额外的步骤，包括将材料与氢氧化钾混合并进行额外的烘烤和用去离子水洗涤并烘箱干燥，研究人员得到一种材料，它们可以与聚苯胺(一种导电聚合物)混合，直到它们有成品。
“我们预计，同样的策略可用于沉积其他赝电容材料和低成本轮胎衍生活性炭，以实现更高的电化学性能和更长的循环寿命，这是电化学活性聚合物的关键挑战，”Gogotsi说。
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