Каждый год в мире производится более 500 миллиардов пластиковых бутылок. Большая часть из них изготавливается из полиэтилентерефталата (PET) — прочного, прозрачного и удобного в обращении материала. Но после короткого срока службы упаковка становится отходом, который десятилетиями разлагается на полигонах. На этом фоне группа ученых предложила необычное решение: превращать использованные бутылки в компоненты для суперконденсаторов — устройств для хранения энергии.
Суперконденсаторы (или EDLC — электрические двойные слойные конденсаторы) отличаются от привычных батарей тем, что могут заряжаться и разряжаться за считанные секунды и выдерживать тысячи циклов работы. Их часто применяют в транспорте, электронике и системах резервного питания. Обычно для их производства используют стекловолокно и углеродные материалы, требующие сложных процессов получения.
Новая методика основана на том, чтобы дать «вторую жизнь» пластиковым бутылкам. Сначала PET измельчают в гранулы, затем смешивают с гидроксидом кальция и нагревают до примерно 700°C в вакууме. В результате пластик трансформируется в пористый углеродный порошок, пригодный для изготовления электродов. Для сепаратора — тонкой перегородки, которая разделяет электроды и при этом пропускает ионы, — исследователи предложили также использовать PET. Листы пластика прокаливают и делают в них микроскопические отверстия, что улучшает прохождение электрического тока через электролит.
Испытания показали, что собранное из переработанных компонентов устройство способно сохранять около 79% своей ёмкости. Для сравнения: традиционный вариант со стекловолоконным сепаратором удержал 78 %. Таким образом, «бутылочный» суперконденсатор оказался не хуже по ключевым показателям, но при этом целиком изготовлен из вторичных материалов.
Ведущий автор работы Юнь Хан Ху отметил, что идея переработки PET в энергохранилища открывает новые перспективы для устойчивых технологий — пластиковые отходы могут стать не проблемой, а ресурсом. По его словам, при дальнейшем развитии метода возможен переход от лабораторных прототипов к коммерческим образцам в течение 5–10 лет.