Potłuczone szkło nadaje się nie tylko do ponownego przetopienia na butelki. Para amerykańskich naukowców pokazała właśnie, jak można zrobić z niego bardzo wydajną baterię.
Miliardy butelek i słoików wciąż lądują co roku w pojemnikach na śmieci. Co za rozrzutność! Szkło, jak wiemy, jest produkowane z piasku zawierającego dużo kwarcu, czyli krzemionki, albo fachowo mówiąc – tlenku krzemu (SiO2). Taki tlenek krzemu to cenny związek chemiczny. Można z niego wyprodukować coś bardzo praktycznego i potrzebnego, na przykład… baterię litowo-jonową. I na dodatek uczynić to tanim kosztem.
Zalet może być więcej. Jak bowiem twierdzą autorzy powyższego pomysłu nowa bateria litowo-jonowa wykonana z krzemionki odzyskanej ze stłuczki szklanej jest znacznie bardziej wydajna, w porównaniu ze standardową baterią. W tej drugiej anoda jest, jak wiemy, zbudowana z grafitu. Teoretycznie od dawna wiadomo, że anoda krzemowa byłaby od niej znacznie lepsza, ponieważ mogłyby zmagazynować nawet dziesięć razy więcej energii. Byłaby gdyby nie to, że jej rozszerzanie się i kurczenie podczas ładowania i rozładowywania czyni ją niestabilną. Ale Cengiz i Mihri Ozkan, naukowe małżeństwo z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside (USA), doszli do wniosku, że problem ten można rozwiązać. Przy pomocy butelek…
─ Pierwszy raz pomyślałem o tym parę lat temu, patrząc na nasz pojemnik domowy pełen odpadów szklanych. Pomyślałem, że w chwili wolnej sprawdzę, czy nie zanadto fantazjuję z tymi bateriami – opowiada Cengiz Ozkan. Najpierw wraz z żoną postanowili przetworzyć zbędne butelki szklane w nanokrzemowy proszek. Zaczęli od tego, że pokruszyli szkło i zmielili go na biały proszek. Otrzymane w ten sposób drobiny krzemionki przekształcili przy pomocy redukcji magnezotermicznej w nanostruktury krzemowe, a na końcu uzyskane cząsteczki pokryli węglem, aby poprawić ich zdolność magazynowania energii oraz stabilność. Wszystkie te czynności przeprowadzili w laboratorium uniwersyteckiego Centrum Nauki i Inżynierii Nanaoskalowej, gdzie na co dzień pracują.
Następnie z tego nanokrzemu pozyskanego z nietypowego źródła wyprodukowali baterię litowo-jonową, którą poddali testom. Pierwsze nie wypadły najlepiej, więc wielokrotnie powtarzali próby. W końcu po dwóch latach badań mieli w ręku baterię magazynującą cztery razy więcej energii, aniżeli bateria z anodą grafitową. Wyniki ich doświadczeń opublikowało pod koniec kwietnia czasopismo „Nature Scientific Reports”. ─ Z jednej szklanej butelki można uzyskać tyle nanokrzemu, że wystarczy go do kilkuset małych baterii guzikowych lub też do trzech-pięciu baterii do smartfonów – mówi Mihri Ozkan. Dodajmy, że jest to najnowszy z serii produktów wytworzonych przez parę kalifornijskich badaczy z nietypowych surowców. Wcześniej pokazali baterie litowo-jonowe z anodami z pieczarek, piasku i ziemi okrzemkowej.
Po chwilowym wzroście zielone certyfikaty, które miały wspierać wytwarzanie ekologicznego prądu, ponownie potaniały. Ich wycena spadła do najniższego poziomu w dwunastoletniej historii. Z analiz portalu WysokieNapiecie.pl wynika, że sytuacja szybko się nie zmieni, chociaż prądu ze źródeł odnawialnych produkujemy już coraz mniej.