суббота, 26 декабря 2015 г.

Старые шины могут вернуться в автомобили в виде элементов аккумуляторных батарей


 



В настоящее время очень остро стоит проблема утилизации старых изношенных автомобильных шин. На свалках накапливаются целые горы старых покрышек, из них устраивают площадки для пейнтбола, оградки для детских площадок и огородов, и лишь немногая их часть отправляется на утилизацию и повторную переработку. Такая ситуация может вскоре сильно измениться благодаря работе исследователей из Национальной лаборатории Ок-Ридж американского Министерства энергетики. Эти исследователи разработали метод получения из автомобильных покрышек сажи и технологию изготовления из нее анодов для литий-ионных аккумуляторных батарей, эксплуатационные характеристики которых
значительно превышают характеристики батарей с обычными анодами из графита.

Процесс переработки покрышек был разработан группой, возглавляемой учеными Парансом Парантэменом (Parans Paranthaman) и Амитом Нэскэром (Amit Naskar). Это многоэтапный процесс, который, естественно, начинается с процедуры размельчения покрышек. Затем получившийся материал подвергают предварительной обработке, после чего при помощи пиролиза, нагрева до высокой температуры без доступа кислорода, получают сажу.

Сажа представляет собой тот же самый графит, только искусственного происхождения. Но, в отличие от графита, в момент получения сажи можно варьировать различные параметры технологического процесса, изготавливая материал, имеющий строго определенную структуру и стабильные значения других заранее заданных характеристик.




Создав экспериментальную установку по переработке автомобильных покрышек, ученые без особого труда добились получения сажи, характеристики которой максимально подходят для использования этого материала в анодах аккумуляторных батарей. Опытные образцы литий-ионных аккумуляторов с анодами из полученной сажи продемонстрировали на испытательном стенде подавляющее превосходство перед традиционными аккумуляторами. Стоит признать, что из-за погрешностей производства опытных образцов параметры новых аккумуляторов значительно отличались друг от друга, но в любом случае они имели более высокую энергетическую емкость, плотность тока, надежность и другие показатели.

Такие преимущества анодов из сажи являются следствием микроструктуры этого материала. Полученная из покрышек сажа имеет минимум в два раза большую эффективную поверхность, нежели графит.

В настоящее время группа из Ок-Риджа работает, пытаясь превратить свой экспериментальный проект в полностью промышленную технологию, интерес к лицензии на которую уже проявили некоторые компании, занимающиеся производством аккумуляторных батарей различного назначения, в том числе и автомобильных. После окончательной доводки технологии, произведенные при ее помощи аккумуляторные батареи, будут гораздо лучше и дешевле традиционных батарей. И в дополнение к этому, люди, наконец, получат возможность избавиться от необходимости закапывания в землю целых гор старых автомобильных покрыше.