Grafit patrí medzi najkritickejšie suroviny súčasnosti. S masívnym nástupom elektrických áut a domácich úložísk energie jeho spotreba prudko rastie. Problémom však je, že Európa aj Amerika sú pri jeho dodávkach extrémne závislé od Číny, ktorá kontroluje väčšinu svetového trhu a spracovania.

Nový objav, o ktorom vyplynulo z najnovších zistení publikovaných v odbornom časopise Diamond and Related Materials, by preto mohol zásadne zamiešať kartami na globálnom trhu. Ukazuje totiž cestu, ako vyrobiť špičkový anódový materiál z niečoho, čoho máme na planéte až nadbytok – z plastového odpadu.

Premena plastového odpadu na technologické zlato

Tím pod vedením výskumníčky Shakshi Sekar z Pennsylvania State University (Penn State) prišiel na to, že ak sa vyradený PET plast najskôr rozdrví a následne zmieša s malým množstvom oxidu grafénu, pri riadenom tepelnom spracovaní vznikne niečo výnimočné. Podľa štúdie vykázal takto získaný materiál oveľa usporiadanejšiu kryštalickú štruktúru než bežne dostupný prírodný grafit.

Pre batérie elektromobilov je to tá najlepšia možná správa. Práve čistota a usporiadanosť kryštálov totiž určujú, koľko energie dokáže anóda prijať, ako rýchlo sa nabije a akú životnosť si batéria zachová. Optimálny výsledok výskumníci dosiahli pri pridaní presne 2,5 % oxidu grafénu, ktorý naštartoval formovanie ideálnych grafitových kryštálov.

Čistejšia výroba bez toxickej chémie

Tradičná výroba syntetického grafitu alebo rafinácia toho prírodného je dnes mimoriadne špinavý proces. Bežne sa pri ňom využívajú kovové katalyzátory ako železo, nikel alebo kobalt. Tieto kovy však v materiáli zanechávajú nežiaduce zvyšky, ktoré sa musia následne prácne a za pomoci agresívnych chemikálií odstraňovať.

Metóda z Penn State sa však zaobíde úplne bez kovových katalyzátorov. „Väčšina ľudí vníma plastovú fľašu po dopití nápoja ako odpad. Naša práca ukazuje, že ten istý materiál sa môže stať cenným zdrojom pre výrobu grafitu, ktorý je nevyhnutný pre moderné batériové technológie,“ vysvetľuje hlavná autorka štúdie Shakshi Sekar.

Pexels (Úprava redakcie)

Využitie alternatívnych zdrojov v automobilovom priemysle pritom zažíva obrovský boom. Nedávno sme videli, ako napríklad čínsky gigant Xiaomi vyrobil podvozok z odpadových materiálov, čím drasticky znížil emisie pri výrobe. Transformácia odpadu priamo do aktívnej hmoty akumulátorov je však ďalším obrovským míľnikom.

Čo to znamená pre nás?

Hoci je táto technológia stále v ranom štádiu výskumu, jej potenciál je gigantický. Vedcov teraz čaká fáza testovania, ako tento proces industrializovať a preniesť z laboratórií do reálnej veľkovýroby. Musia tiež detailne overiť, ako sa tento „plastový“ grafit správa pri dlhodobom cyklovaní v reálnych batériových článkoch.

Pre Slovensko, ako automobilovú veľmoc, ktorá momentálne transformuje svoje fabriky na produkciu elektromobilov, by mohol byť úspech tohto projektu skvelou správou. Ak by sa podarilo prepojiť domáci zber plastov s výrobou batériových komponentov priamo v Európe, vyriešili by sme dva veľké problémy naraz: ekologickú záťaž plastmi a závislosť od strategických surovín z Ázie.

Čítajte viac z kategórie: Elektromobilita