fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université d'État de Pennsylvanie a converti du polyéthylène téréphtalate (PET) usagé en graphite synthétique hautement ordonné, dont la structure cristalline surpasse celle des échantillons de graphite naturel commercial. Les résultats de cette étude, publiés dans la revue Diamond and Related Materials, indiquent que les déchets plastiques courants pourraient constituer une source précieuse de carbone de qualité batterie.
Le graphite est un composant clé des matériaux d'anode des batteries lithium-ion et est classé comme minéral critique par le Département de l'Énergie des États-Unis. Avec la croissance de la demande pour les véhicules électriques, les produits électroniques grand public et les systèmes de stockage d'énergie à l'échelle du réseau, la demande de graphite de qualité batterie ne cesse d'augmenter. Parallèlement, bien que de nombreux consommateurs mettent le PET, l'un des plastiques les plus utilisés au monde, dans leurs bacs de recyclage, la majeure partie de ce matériau finit par être jetée, recyclée de manière dégradée ou envoyée dans des décharges.
L'équipe de recherche a combiné du PET déchiqueté avec une petite quantité d'oxyde de graphène, puis a chauffé le matériau selon un processus thermique soigneusement contrôlé, permettant aux atomes de carbone du plastique de se réorganiser en une structure de graphite hautement ordonnée. Les chercheurs ont découvert que l'ajout de seulement 2,5 % (en poids) d'oxyde de graphène produisait le graphite de la plus haute qualité, avec des tailles de cristallites dépassant les indicateurs correspondants du graphite naturel, témoignant d'une ordonnance structurelle exceptionnelle.
Selon les chercheurs, les groupes fonctionnels contenant de l'oxygène sur les bords des feuilles d'oxyde de graphène aident à initier et à favoriser la croissance latérale des cristaux de graphite. Pendant le processus de graphitisation, les surfaces de graphène exposées servent de modèles, guidant l'empilement hautement ordonné des atomes de carbone. Cette méthode diffère de nombreuses techniques de graphitisation traditionnelles qui dépendent de catalyseurs métalliques tels que le fer, le nickel ou le cobalt, lesquels laissent des impuretés et nécessitent des étapes de purification chimique supplémentaires. L'additif à base de graphène favorise la graphitisation sans introduire de contaminants métalliques.
Shakshi Sekar, doctorante au département John et Willie Leone Family des sciences de l'énergie et du génie minéral de l'Université d'État de Pennsylvanie et premier auteur de l'étude, a déclaré qu'en évitant l'utilisation de catalyseurs métalliques, il est possible de produire un graphite plus pur tout en réduisant l'utilisation de produits chimiques et la production de déchets. L'élimination de l'étape de retrait du catalyseur devrait simplifier les futurs processus de fabrication et réduire l'empreinte environnementale associée à la production de matériaux pour batteries.
Les chercheurs notent que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour évaluer la production à grande échelle et les performances des batteries, mais cette étude démontre une voie pour transformer un flux de déchets courant en matériau de stockage d'énergie de grande valeur. Sekar a indiqué que cette découverte pointe également vers un changement plus large dans la manière dont les déchets plastiques pourraient être perçus à l'avenir, en considérant le plastique comme une ressource pour soutenir les technologies d'énergie propre.Texte compilé par Wedoany. Toute citation par IA doit mentionner la source « Wedoany ». En cas de contrefaçon ou d'autre problème, veuillez nous en informer rapidement ; nous modifierons ou supprimerons le contenu le cas échéant. Courriel : news@wedoany.com
