Τα πλαστικά μπουκάλια νερού, σύμβολο της σύγχρονης υπερκατανάλωσης, ενδέχεται σύντομα να αποκτήσουν μια εντελώς νέα χρήση: να τροφοδοτούν ηλεκτρονικές συσκευές. Μια ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια καινοτόμο τεχνική που μετατρέπει το πολυαιθυλένιο τερεφθαλικό (PET) – το πιο συνηθισμένο υλικό στα πλαστικά μιας χρήσης – σε συστατικό για υπερπυκνωτές, δηλαδή συσκευές ικανές να αποθηκεύουν και να απελευθερώνουν ενέργεια σε πολύ σύντομο χρόνο.
Η ιδέα γεννήθηκε ως απάντηση σε μια περιβαλλοντική πρόκληση που έχει λάβει πλέον παγκόσμιες διαστάσεις. Κάθε χρόνο παράγονται περισσότερα από 500 δισεκατομμύρια μπουκάλια PET, εκ των οποίων ένα μεγάλο ποσοστό καταλήγει σε χωματερές ή στους ωκεανούς. Το υλικό αυτό χρειάζεται εκατοντάδες χρόνια για να αποδομηθεί, επιβαρύνοντας σημαντικά το περιβάλλον. Παράλληλα, μόνο το 9% των πλαστικών παγκοσμίως ανακυκλώνεται πραγματικά, γεγονός που καθιστά επιτακτική την ανάγκη για εναλλακτικές λύσεις.
Απέναντι σε αυτή την πρόκληση, η ερευνητική ομάδα υπό την καθοδήγηση του Yun Hang Hu ανέπτυξε μια διαδικασία δύο φάσεων, η οποία δίνει νέα ζωή στα πλαστικά απορρίμματα. Στην πρώτη φάση, τα μπουκάλια κόβονται σε μικρά κομμάτια και αναμειγνύονται με υδροξείδιο του ασβεστίου. Το μείγμα θερμαίνεται σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο, σε θερμοκρασία που αγγίζει τους 700 βαθμούς Κελσίου. Μέσω αυτής της διαδικασίας, το PET μετατρέπεται σε πορώδη ανθρακούχο σκόνη, η οποία στη συνέχεια συνδυάζεται με μαύρο άνθρακα και πολυμερές υλικό για να σχηματίσει τα ηλεκτρόδια του υπερπυκνωτή.
Η δεύτερη φάση αφορά τη δημιουργία του διαχωριστή – της λεπτής μεμβράνης που επιτρέπει τον ελεγχόμενο ρυθμό διέλευσης του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα στη συσκευή. Και εδώ το PET αξιοποιείται με ευρηματικό τρόπο: κόβεται, ισοπεδώνεται και διάτρηται με θερμαινόμενες βελόνες, προκειμένου να βελτιωθεί η κυκλοφορία του ηλεκτρολύτη. Το αποτέλεσμα είναι μια συσκευή εξ ολοκλήρου κατασκευασμένη από πλαστικό, η οποία παρουσίασε εντυπωσιακά αποτελέσματα σε σύγκριση με τους συμβατικούς υπερπυκνωτές που χρησιμοποιούν διαχωριστές από υαλονήματα.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των δοκιμών, οι νέοι «οικολογικοί» υπερπυκνωτές διατήρησαν το 79% της αρχικής τους χωρητικότητας έπειτα από παρατεταμένη χρήση, έναντι 78% των παραδοσιακών μοντέλων. Μπορεί η διαφορά να φαίνεται μικρή, όμως αποδεικνύει ότι το ανακυκλωμένο πλαστικό μπορεί να προσφέρει ίση – αν όχι ανώτερη – απόδοση με υλικά πολύ πιο ακριβά και ρυπογόνα.
Η προσέγγιση αυτή δεν περιορίζεται απλώς στη μείωση του κόστους παραγωγής. Δημιουργεί τις προϋποθέσεις για έναν πλήρως κυκλικό κύκλο ζωής των πλαστικών, όπου ένα αντικείμενο μιας χρήσης μετατρέπεται σε προϊόν υψηλής τεχνολογίας. Οι ίδιοι οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι τα μπουκάλια που σήμερα θεωρούνται απόβλητα μπορούν στο μέλλον να αποτελέσουν κρίσιμα εξαρτήματα σε ενεργειακά συστήματα, όπως στις μπαταρίες ηλεκτρικών αυτοκινήτων, στους φορητούς φορτιστές και στα βιομηχανικά δίκτυα αποθήκευσης ενέργειας.
Ο Yun Hang Hu εκτιμά πως, με περαιτέρω βελτιστοποιήσεις, η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να φτάσει στην εμπορική παραγωγή μέσα στα επόμενα πέντε έως δέκα χρόνια. Η προοπτική αυτή συνδυάζει δύο παγκόσμιες ανάγκες: την ανακύκλωση των πλαστικών και την ανάπτυξη βιώσιμων ενεργειακών λύσεων. Αν επιβεβαιωθούν οι προσδοκίες, η μέθοδος αυτή θα μπορούσε να αποτελέσει κομβικό βήμα στην κατεύθυνση μιας πιο πράσινης και αυτάρκους ενεργειακής βιομηχανίας.
Η σημασία της ανακάλυψης ξεπερνά τα όρια του εργαστηρίου. Σε μια εποχή όπου η μετάβαση προς καθαρότερες μορφές ενέργειας συνδέεται άρρηκτα με την ανάγκη περιορισμού των απορριμμάτων, η αξιοποίηση των πλαστικών αποβλήτων για την παραγωγή συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας ανοίγει νέους δρόμους. Εάν η βιομηχανία υιοθετήσει αυτή τη μέθοδο, θα μπορούσε να μειωθεί δραστικά η εξάρτηση από πρώτες ύλες υψηλού κόστους και ταυτόχρονα να περιοριστεί η ρύπανση από πλαστικά προϊόντα.
[via]
