炎炎夏日，喝上冰镇饮料无疑是最快乐与幸福的事情了。

短暂冷静后，面对“堆积如山”的各种饮料瓶，除了担心自己牙齿不再洁白与肥胖焦虑外，如何无害处理这些塑料垃圾就成为摆在全社会面前的难题。除了清洁再利用，继续“回归本色”外，PET塑料瓶在近几年也被回收制成服饰与汽车零部件等产品。

但是面对数量庞大的PET塑料，上述方案消化量有限，而且仅开发了部分PET资源再回收潜力，环境污染问题依旧无法得到有效解决。

在今年2月10日，新加坡科技研究局（A*STAR）成功将废旧的PET塑料瓶转化为聚合物电解质，可用于锂离子电池制造，这将PET塑料回收潜力进一步挖掘。

回收塑料用于电池由来已久。

1、废塑料锂离子电池的关键部件

根据科学家的说法，塑料垃圾通常是通过机械和化学工艺回收的，这些工艺有其缺点。对于机械回收，最终只能使用一小部分回收PET，因为它们的物理财产随着每一轮回收而降低，这是由于聚合物链断裂造成的。化学回收涉及高能耗，需要纯化的单体，与使用原始聚合物相比成本更高。

2019年，全球PET塑料总量达3100万吨，其现有特点使其适合升级为，聚合物电解质（PE）。它们由刚性对苯二甲酸盐组件组成，这些组件有助于其优异的机械财产，并且可以抽头以增强PE的机械稳定性，从而促进设备集成和制造。

它们还具有容易断裂的化学性质，这使得这些聚合物，可以很容易地重新用于新的化学构建块。然后，这些聚合物可以重新组合成新的聚合物，应用在新的产品上。

该团队使用废弃PET瓶，来设计基于聚氨酯的PE。与目前用于锂电池的传统液体电解质相比，PE是电池中有前途的替代组件，有可能消除安全隐患，如电解液泄漏、不受控制的加热、体积膨胀、枝晶生长和火灾隐患。

在评估了PET衍生聚合物，作为固体聚合物电解质的可行性后，该团队进一步评估了，其用作LiB凝胶聚合物电解质时的离子电导率和循环性能。

详细地说，作为凝胶聚合物电解质（GPE），他们实现了10-4S/cm的室温电导率，这与包含液体电解质的现有商业系统相当。

该团队还成功地使用这些聚合物，组装了工作的锂电池，并表明电池可以重复充电和放电多达150次。

2、微波照射让废旧塑料变废为宝

美国普渡大学的研究人员采用了一种超快微波辐照工艺，将聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）塑胶片转变为对苯二甲酸二钠，并将其作为电池阳极材料，相关研究成果已发表于《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》杂志。

在种类繁多的塑胶中，拥有耐撞、韧性佳、耐水耐油、质量轻、容易生产的PET是常见、用量非常之大的塑胶，如塑料瓶、聚酯透明膜、塑胶餐具等，同时它们也是一种回收最多的聚合物。

因此，大家都在努力改进这种重要聚合物的回收方法，甚至将之转变成一种截然不同的新材料，包括化学过滤器、碳纤维、以及用于建筑行业的混凝土状物质。普渡大学的研究人员认为，或许可以把 PET转换成另一种大有用处的材料——对苯二甲酸二钠，这种有机分子具备优良的电化学性能，是锂电池与钠电池的潜在阳极材料之一。

当前，电池多使用石墨和铜混合而成的材料作为阳极。为改进当前的电池技术，科学家们已经将目光面向了各种材料，而这种能够回收的塑料就成了科学家急切研究的东西。同时，也有科学家出于环保目的而开展替代研究。因对苯二甲酸二钠具有令人印象深刻的电化学性能和环保优势，多年来科学界一直在研究这种小有机分子是否能够替代锂或钠电池中的阳极材料。

合成对苯二甲酸二钠的新方法，就是从将PET还原为薄片开始。据该研究团队称，他们采用的转化方法非常简单，首先把PET塑胶变薄，再把一片片的PET进行微波处理2min，塑胶片就会转化成对苯二甲酸二鈉了；其后，再通过一系列X射线衍射和光谱成像技术，证实了这种经过特殊工艺处理过的材料纯度。研究人员指出，微波过程十分快速，在普通的家用微波炉装置中，可以在短短的120s内将PET转变成对苯二甲酸二钠。

据了解，由于微波技术具有反应过程快的特点，因而在有机反应领域中具有适应性，近年来广受科学界的关注。

重点是，该技术所使用的材料成本低、具可持续性且可回收。这种新型阳极既可用于锂电池、亦可用于钠电池的功能部件，研究人员对后者的大规模应用潜力产生了浓厚兴趣。因为地球上的盐分（氯化钠）很丰富，因此钠基电池有望进一步降低储能的成本，同时可着眼于大型可再生能源存储解决方案的未来。

据悉，目前普渡大学研究小组既在锂电池、也在钠电池上尝试了该方法，并与印度理工学院和塔夫茨大学的研究人员开展合作。他们表示，这种塑料后期的大规模转化，不仅可以为塑料瓶等“白色污染”回收应用开辟新的道路，也可以降低电池成本，可谓是一举两得的事情。

3、储存可持续能源

加州大学河滨分校的工程师开发了一种方法，将苏打水或水瓶等塑料废物回收成用于能量储存的纳米材料。

Mihri和Cengiz Ozkan和他们的学生多年来一直致力于改进储能来自可持续来源的材料，如玻璃瓶，沙滩，傻油灰和褐菇。他们最近的成功可以减少塑料污染，加快向 100% 清洁的过渡能量.

Mihri Ozkan说: “到 2040 年，全球汽车车队的 30% 预计将是电动的，而原材料的高成本是一个挑战。” UCR马兰和罗斯玛丽 · 伯恩工程学院的电气工程教授。“使用废物从垃圾填埋场和循环塑料瓶可以降低电池的总成本，同时在消除全球塑料污染的基础上使电池生产可持续。"

在一篇文章中储能研究人员描述了一种可持续的、直接的过程，将汽水瓶和许多其他消费品中发现的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料废物 (PET) 循环成多孔碳纳米结构。

他们首先将PET塑料瓶的碎片溶解在溶剂中。然后，使用一种叫做静电纺丝的方法，他们用聚合物制造出微观纤维，并在熔炉中将塑料线碳化。在与粘合剂和导电剂混合后，然后将材料干燥并组装成纽扣电池型形式的双层超级电容器。

当在超级电容器中测试时，该材料包含由分离的离子和电子电荷排列形成的双层电容器的特性，以及当离子被电化学吸收到材料表面时发生的氧化还原反应伪电容。

虽然它们储存的能量不如锂离子电池,这些超级电容器可以更快地充电，使基于塑料废物的电池成为许多应用的良好选择。

通过在用各种化学物质和矿物质 (如硼，氮和磷) 碳化之前 “掺杂” 电纺纤维，该团队计划调整最终材料以改善电性能。

这个过程是可扩展的和适销对路的，它代表了将废物从垃圾填埋场和海洋中清除出去的重大进展。

看到这里，大家是否还会扔掉手里的饮料瓶了呢？

文章来源： 这里有情矿，产业前沿技术，老树新叶聊科技，电气技术，