輪胎變身鋰電池

帕孜麗亞

汽車雖然帶來了許多便利，但其帶來的環(huán)境問題不得不讓人擔(dān)憂。除了尾氣排放外，汽車輪胎的消耗和磨損也產(chǎn)生了很多垃圾——廢舊輪胎。

一般來講，少部分廢舊輪胎，經(jīng)修補后再倒賣給司機以繼續(xù)使用，但因為整個廢舊輪胎回收行業(yè)的不完善和技術(shù)的匱乏，廢舊輪胎回收利用率偏低。大部分情況下，這些不可自行降解廢舊輪胎都面臨著被隨意丟棄的命運。

最近，美國能源部橡樹嶺國家實驗室（US Department of Energys Oak Ridge National Laboratory）的研究團隊對外公開了一項最新研究成果——利用廢舊輪胎制造高性能鋰電池——剛好可以解決廢舊輪胎帶來的問題。

團隊負(fù)責(zé)人Parans Paranthanman告訴《二十一世紀(jì)商業(yè)評論》（下稱《21CBR》），做這個項目的初衷是減少廢舊輪胎對環(huán)境帶來的污染，“過去大部分輪胎都被隨意丟棄或者用作燃料，2009年為止，美國已經(jīng)產(chǎn)生二億九千萬輪胎，顯然，如果能找到一個比較好的回收利用方式，就能減少廢舊輪胎對環(huán)境和公眾健康和安全帶來的危害”。

輪胎變身鋰電池聽著或許有些高深莫測，但實際上該技術(shù)運用的方法和理念并不復(fù)雜。Parans 告訴《21CBR》：“廢舊輪胎大都含有極高成分的炭黑，而這些炭黑大有用途。炭黑是鋰電池陽極中的重要組成部分，所以我們決定利用廢舊輪胎中的炭黑造鋰電池。”

結(jié)果在Parans意料之中，實驗非常成功。整個過程分為預(yù)加工、分解轉(zhuǎn)換、再提取三個過程，即先對輪胎預(yù)加工，之后運用高溫分解技術(shù)使其分解，然后從橡膠中提取熱解后的炭黑材料，再將其制成鋰電池的陽極。

從廢舊輪胎中提取出來并用作鋰電池陽極的炭黑，成為了該項目最重要的研究成果。這種炭黑有點類似一般用于制成電池陽極的石墨，但因為炭黑是人工合成的，它的多孔微結(jié)構(gòu)比石墨有更大的表面積，也就意味著這種材料做成的電池比一般石墨具備更高的容量。

除了儲電量相應(yīng)更高，用炭黑做的鋰電池充電速度更快，使用時穩(wěn)定性更高，電能更不易流失。Parans及其團隊在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，即使在循環(huán)使用一百次的情況下，用炭黑制作的電池使用性能也基本沒有損失，依然能達(dá)到近100%。從整個研究結(jié)果來看，用廢舊輪胎制成的鋰電池在性能上高于普通鋰電池45%-71%。而從成本上看，由于原材料是廢舊輪胎，比制造一般的鋰電池更便宜且易得，整個加工分解過程又不需要額外的材料，大大減少了鋰電池制造成本。

減少成本的同時又提升電池性能，這樣的方式自然不會缺少市場。從市場需求來看，汽車、蓄電池、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域都在廣泛使用鋰電池，尤其是汽車行業(yè)。

自從特斯拉引爆電動汽車熱點后，高性能鋰電池就一直供不應(yīng)求。據(jù)Navigant Research統(tǒng)計，2014年全球電動汽車鋰電池市場將達(dá)到57億美元，到2023年，將突破241億美元。而陽極材料是鋰電池的核心，其成本占到整個鋰電池成本的40%以上。陽極材料是區(qū)別鋰電池優(yōu)劣的依據(jù)，陽極越好，意味著鋰電池性能越好。利用廢舊輪胎生產(chǎn)成本低廉、產(chǎn)量和性能又高的鋰電池，顯然是一個經(jīng)濟又有效的方法。