Die wissenschaftliche Gemeinschaft intensiviert ihre Bemühungen, die weltweite Umweltbelastung durch Polyethylenterephthalat (PET), insbesondere in Form von Plastiktüten, in eine nutzbare Ressource umzuwandeln. Ein kürzlich vorgestellter innovativer Ansatz zielt darauf ab, dieses allgegenwärtige Abfallprodukt für die Energiespeicherung nutzbar zu machen. Dieser Fortschritt markiert einen potenziellen Wendepunkt, der aufzeigt, wie aus einer ökologischen Last ein Wertstoff für eine nachhaltigere Energiezukunft entstehen kann.
Die Kernidee dieser Neuerung basiert auf einem zweistufigen thermischen Verfahren. Forscher, darunter der Hauptautor Yun-Hwan Huh, setzten PET unter Zugabe von Calciumhydroxid einer Erhitzung auf etwa 700 Grad Celsius im Vakuum aus. Dieser Prozess überführt das PET in ein poröses, ascheähnliches Material. Dieses Zwischenprodukt wird anschließend mit leitfähigen Polymeren kombiniert, wodurch sich seine innere Struktur so verändert, dass es sich ideal für die Herstellung dünnster Elektrodenmaterialien für Superkondensatoren eignet.
Die Relevanz dieser Entwicklung ist angesichts der jährlichen Entstehung von über einer halben Milliarde Yards an Plastiktüten, die erhebliche Umweltverschmutzung verursachen, immens. Die neue Methode bietet die Perspektive, diese Abfallmasse einer sinnvollen Wiederverwertung zuzuführen und gleichzeitig die Abhängigkeit von teuren, traditionellen Separatoren und Elektrodenmaterialien zu reduzieren. Ingenieure der University of California, Riverside (UCR), darunter Mihri und Cengiz Ozkan, haben in verwandten Forschungen bereits PET-Abfall, etwa aus Getränkeflaschen, erfolgreich in Nanomaterialien für Superkondensatoren umgewandelt, indem sie das Material zu mikroskopisch kleinen Fasern verarbeiteten und karbonisierten.
Die Leistung der auf PET basierenden Superkondensatoren ist bemerkenswert: Sie weisen eine Masseneinsparung von 79% im Vergleich zu herkömmlichen Separatoren und geschlitzten Heißelektroden auf, die nur eine Einsparung von 78% erreichen. Laut Yun-Hwan Huh besitzen diese PET-basierten Energiespeicher großes Potenzial für den Einsatz in Transportmitteln, Elektronik und Konsumgütern. Er zeigte sich zuversichtlich, dass diese Technologie nach weiterer Optimierung realistischerweise innerhalb der nächsten fünf bis zehn Jahre von einem Laborprototyp zu einem marktfähigen Produkt reifen könnte, um dem steigenden Bedarf an Energiespeichermaterialien zu begegnen.