Các nhà nghiên cứu tại Đại học bang Pennsylvania (PSU, Mỹ) đã phát triển một phương pháp chuyển đổi nhựa PET (polyethylene terephthalate) từ chai nước và nước ngọt thải thành than chì chất lượng cao, có thể sử dụng làm vật liệu cực dương cho pin lithium-ion trong xe điện, smartphone và hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo.
Quy trình chuyển đổi đơn giản, không dùng kim loại
Theo nhóm nghiên cứu, quy trình này khá đơn giản: họ nghiền nhỏ nhựa PET, trộn với một lượng nhỏ oxit graphene và nung nóng dưới điều kiện kiểm soát. Oxit graphene hoạt động như một khuôn mẫu, giúp các nguyên tử carbon hình thành các tinh thể than chì có cấu trúc trật tự cao. Đáng chú ý, chỉ cần thêm 2,5% oxit graphene đã tạo ra than chì chất lượng cao nhất trong các thí nghiệm.
Một điểm nổi bật khác là nghiên cứu không sử dụng các chất xúc tác kim loại như sắt, niken hay coban vốn thường để lại tạp chất và cần tinh chế thêm. Thay vào đó, nhóm sử dụng các chất phụ gia gốc graphene, giúp tạo ra than chì sạch hơn và giảm thiểu chất thải hóa học.
Giải quyết hai vấn đề lớn: rác thải nhựa và nguồn cung than chì
Nghiên cứu này không chỉ mang lại một ứng dụng mới cho chai nhựa mà còn đảm bảo nguồn cung cho một trong những vật liệu quan trọng nhất trong công nghệ pin. Than chì được Bộ Năng lượng Mỹ xếp vào loại khoáng sản thiết yếu, và nhu cầu dự kiến sẽ tăng nhanh khi xe điện và thiết bị điện tử trở nên phổ biến hơn.
Mặc dù PET vẫn là một trong những loại nhựa được sử dụng rộng rãi nhất và phần lớn vẫn bị vứt bỏ, nhưng nếu quy trình này được chứng minh hiệu quả ở quy mô công nghiệp, nó có thể giải quyết hai vấn đề lớn: giảm thiểu rác thải nhựa và sản xuất than chì sạch hơn cho pin.
Cần xác thực hiệu suất pin lâu dài trước khi thương mại hóa
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn cần xác thực hiệu suất pin lâu dài trước khi công nghệ này có thể được thương mại hóa. Nếu thành công, phương pháp này có thể mở ra hướng đi mới cho tái chế nhựa, biến rác thải thành nguồn năng lượng cho tương lai.
