新加坡南洋理工大學的研究人員開發了一種技術，可將廢棄的一次性包裝、袋子和紙板箱等廢紙轉化為鋰離子電池的關鍵部件。這將使得電池的壽命增長一倍！
將紙轉化為純碳！
通過將紙轉化為純碳的碳化工藝，NTU 研究人員將紙中的纖維轉化為電極。這些電極可用於可充電電池，為手機、醫療設備和電動汽車供電。
為了使紙碳化，該團隊將紙暴露在高溫下，將其還原為純碳、水蒸氣和可用於生物燃料的油。由於在無氧環境中進行碳化過程，所產生的二氧化碳排放可以忽略不計。相比之下，這一過程更加環保，因為焚燒處理牛皮紙會產生大量的溫室氣體。
來源：MDPI
該團隊生產的碳負極表現出卓越的耐久性、靈活性和電化學性能。實驗室測試表明，這種負極可以充放電達1200次，至少是目前手機電池負極的兩倍。比起其他同等電池，使用這種負極製造的電池，還可以承受更多的物理壓力，吸收破碎能是其他電池的五倍。
環保且價廉！
與目前電池負極製造方法相比，由NTU研究人員研發的碳化方法使用的能源密集型工藝和重金屬也更少。在鋰離子電池總成本中，負極約占10-15%。這種最新方法使用低成本廢棄材料，預計將降低電池的製造成本。
使用廢紙作為生產電池負極的原材料，可以減輕對傳統碳來源的依賴性，如碳質填料和產碳粘合劑。這些材料被開採出來後，需要使用苛刻的化學品和機械進行加工。
來源：NTU
研究負責人、NTU機械與航空航天工程學院的助理教授Lai Changquan表示：「現在，除了焚燒，幾乎沒有其他的廢紙處理措施。這種方法能讓牛皮紙重新煥發生機，以滿足對電動汽車和智慧型手機等設備日益增長的需求。這不僅有助於減少碳排放，還將減輕對採礦和重工業方法的依賴。」
該團隊已經通過南洋理工大學的創新企業NTUitive申請了專利，並致力於將其發明商業化。研究結果於 10 月發表在科學同行評審期刊Additive Manufacturing上。
生產過程
為了生產碳負極，研究人員將幾張牛皮紙薄片連接起來，並用雷射切割，使其形成不同的幾何晶格。然後，在沒有氧氣的爐中將紙加熱到1200°C，使其轉化為碳，形成負極。
這種負極具有卓越的耐久性、靈活性和電化學性能，而這要歸因於紙纖維的排列。研究人員表示，受益於這種負極的強度和機械韌性，手機、筆記本電腦和汽車電池可以更好地承受掉落和碰撞的衝擊。
來源：NTU
目前的鋰電池技術依賴於內部碳電極，在跌落的物理衝擊下，電極可能破裂和破碎。這是電池壽命逐漸變短的主要原因之一。研究人員表示，相比目前電池中使用的電極，這種負極更加耐用，將有助於解決這個問題。在從電子產品到電動汽車的廣泛用途中，可以延長電池的壽命。
