Naukowcy opracowali innowacyjną metodę przetwarzania politereftalanu etylenu (PET) pochodzącego z foliowych toreb, które stanowią poważne wyzwanie dla środowiska. Zespół badawczy pod kierownictwem Yun-Hwana Huha stworzył proces umożliwiający transformację tego trudnego odpadu w wartościowy komponent dla zaawansowanych technologii magazynowania energii. Globalna roczna produkcja tworzyw sztucznych oscyluje wokół 350 milionów ton, co oznacza dziesięciokrotny wzrost w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat, co uwypukla pilną potrzebę wdrażania takich innowacji.
Proces ten, mający na celu wsparcie gospodarki obiegu zamkniętego, składa się z dwóch etapów. Początkowo odpady PET poddawane są obróbce termicznej w temperaturze około 700 stopni Celsjusza, w warunkach próżni i przy udziale wodorotlenku wapnia. W wyniku tej pirolizy plastik przekształca się w porowatą substancję przypominającą popiół. Następnie ten wtórny materiał jest łączony z kompozytami polimerowymi oraz materiałami przewodzącymi, co pozwala na wytworzenie cienkich arkuszy materiału elektrodowego, idealnie przystosowanych do budowy superkondensatorów.
Kluczową zaletą tej technologii jest jej potencjał w zakresie efektywności zasobowej. Superkondensator zbudowany na bazie recyklingowanego PET wykazał znaczną oszczędność masy, wynoszącą 79% w porównaniu do tradycyjnych separatorów i elektrod litych, gdzie oszczędność ta osiągnęła 78%. Ta wymierna korzyść materialna sugeruje, że innowacja może stanowić punkt zwrotny w minimalizowaniu zużycia zasobów w sektorze energetycznym. Warto podkreślić, że PET, w przeciwieństwie do niektórych innych tworzyw, jest w pełni podatny na recykling, co czyni go preferowanym surowcem w dążeniach do zrównoważonego rozwoju.
Autorzy badania, w tym główny badacz Yun-Hwan Huh, wyrażają przekonanie, że superkondensatory oparte na PET mają realną szansę na komercjalizację w perspektywie najbliższych pięciu do dziesięciu lat. Ich wizja zakłada, że technologia ta nie tylko pomoże w rozwiązaniu problemu nagromadzenia odpadów plastikowych, ale także dostarczy innowacyjnych komponentów dla systemów transportowych, elektroniki i zastosowań przemysłowych. W kontekście rosnącego zapotrzebowania na materiały do magazynowania energii, ta transformacja odpadów w funkcjonalne komponenty odzwierciedla dążenie do harmonii między produkcją a regeneracją.
Warto odnotować, że w Niemczech od 2022 roku obowiązuje zakaz sprzedaży plastikowych toreb, co dodatkowo zwiększa potrzebę innowacyjnych dróg zagospodarowania tego strumienia odpadów. Pomimo wprowadzenia zakazu, statystyki wskazują, że Niemcy nadal zużywają setki milionów plastikowych toreb rocznie, często wykorzystując luki prawne pozwalające na oferowanie nieco grubszych, rzekomo wielokrotnego użytku, toreb jednorazowych.