es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Pensilvania ha transformado residuos de tereftalato de polietileno (PET) en grafito sintético altamente ordenado, cuya estructura cristalina supera a la de muestras comerciales de grafito natural. Este hallazgo, publicado en la revista Diamond and Related Materials, indica que los plásticos de desecho comunes podrían convertirse en una valiosa fuente de carbono de grado para baterías.
El grafito es un componente clave del material del ánodo en las baterías de iones de litio y está clasificado como mineral crítico por el Departamento de Energía de Estados Unidos. Con el crecimiento de la demanda de vehículos eléctricos, productos electrónicos de consumo y sistemas de almacenamiento de energía a escala de red, la necesidad de grafito de grado para baterías sigue aumentando. Al mismo tiempo, el PET, uno de los plásticos más utilizados a nivel mundial, aunque muchos consumidores lo depositan en contenedores de reciclaje, la mayor parte del material termina siendo desechado, reciclado de forma degradada o enviado a vertederos.
El equipo de investigación combinó plástico PET triturado con una pequeña cantidad de óxido de grafeno y calentó el material mediante un proceso térmico cuidadosamente controlado, lo que permitió que los átomos de carbono del plástico se reorganizaran en una estructura de grafito altamente ordenada. Los investigadores descubrieron que la adición de solo un 2,5 % (en peso) de óxido de grafeno producía grafito de la más alta calidad, con un tamaño de microcristal que superaba los indicadores del grafito natural, lo que demuestra un orden estructural excepcional.
Según los investigadores, los grupos funcionales que contienen oxígeno en los bordes de las láminas de óxido de grafeno ayudan a iniciar y promover el crecimiento lateral de los cristales de grafito. Durante el proceso de grafitización, la superficie expuesta del grafeno actúa como plantilla, guiando la disposición altamente ordenada de los átomos de carbono. Este método difiere de muchas técnicas tradicionales de grafitización que dependen de catalizadores metálicos como hierro, níquel o cobalto, los cuales dejan impurezas y requieren pasos adicionales de purificación química. El aditivo basado en grafeno facilita la grafitización sin introducir contaminantes metálicos.
Shakshi Sekar, autora principal del estudio y estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería de Energía y Minerales John y Willie Leone de la Universidad Estatal de Pensilvania, señaló que al evitar el uso de catalizadores metálicos se puede producir grafito más puro, al tiempo que se reduce el uso de productos químicos y la generación de residuos. La eliminación del paso de eliminación del catalizador podría simplificar el proceso de fabricación futuro y reducir la huella ambiental asociada con la producción de materiales para baterías.
Los investigadores indicaron que se necesita trabajo adicional para evaluar la producción a gran escala y el rendimiento de las baterías, pero este estudio demuestra una vía para convertir flujos de residuos comunes en materiales de almacenamiento de energía de alto valor. Sekar afirmó que este hallazgo también apunta a un cambio más amplio en la forma en que se perciben los residuos plásticos en el futuro, considerándolos como un recurso para apoyar las tecnologías de energía limpia.
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