Universidade Estadual da Pensilvânia converte plástico PET em grafite de grau para baterias

De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa da Universidade Estadual da Pensilvânia converteu resíduos de tereftalato de polietileno (PET) em grafite sintética altamente ordenada, cuja estrutura cristalina supera a de amostras comerciais de grafite natural. O estudo, publicado na revista Diamond and Related Materials, indica que plásticos comuns descartados podem se tornar uma fonte valiosa de carbono de grau para baterias.

O grafite é um componente essencial do ânodo em baterias de íons de lítio e é classificado como mineral crítico pelo Departamento de Energia dos EUA. Com o crescimento da demanda por veículos elétricos, eletrônicos de consumo e sistemas de armazenamento de energia em escala de rede, a procura por grafite de grau para baterias continua a aumentar. Ao mesmo tempo, o PET, um dos plásticos mais utilizados globalmente, apesar de ser frequentemente colocado em contentores de reciclagem pelos consumidores, acaba em grande parte descartado, reciclado de forma inferior ou enviado para aterros sanitários.

A equipe combinou plástico PET triturado com uma pequena quantidade de óxido de grafeno e aqueceu o material por meio de um processo térmico cuidadosamente controlado, permitindo que os átomos de carbono do plástico se reorganizassem em uma estrutura de grafite altamente ordenada. Os pesquisadores descobriram que a adição de apenas 2,5% (em peso) de óxido de grafeno produziu grafite da mais alta qualidade, com tamanhos de cristalitos que superaram os indicadores do grafite natural, demonstrando uma ordem estrutural superior.

Segundo os pesquisadores, os grupos funcionais contendo oxigênio nas bordas das folhas de óxido de grafeno ajudam a iniciar e promover o crescimento lateral dos cristais de grafite. Durante o processo de grafitização, as superfícies expostas do grafeno atuam como um molde, orientando a disposição altamente ordenada dos átomos de carbono. Esse método difere de muitas técnicas tradicionais de grafitização que dependem de catalisadores metálicos como ferro, níquel ou cobalto, os quais deixam impurezas e exigem etapas adicionais de purificação química. O aditivo à base de grafeno promove a grafitização sem introduzir contaminantes metálicos.

Shakshi Sekar, primeira autora do estudo e doutoranda no Departamento de Energia e Engenharia Mineral John e Willie Leone da Universidade Estadual da Pensilvânia, afirmou que, ao evitar o uso de catalisadores metálicos, é possível produzir grafite mais puro, reduzindo simultaneamente o uso de produtos químicos e a geração de resíduos. A eliminação da etapa de remoção do catalisador pode simplificar futuros processos de fabricação e diminuir a pegada ambiental associada à produção de materiais para baterias.

Os pesquisadores destacam que ainda são necessários trabalhos adicionais para avaliar a produção em larga escala e o desempenho das baterias, mas o estudo demonstra um caminho para converter fluxos comuns de resíduos em materiais de alto valor para armazenamento de energia. Sekar indicou que essa descoberta também aponta para uma mudança mais ampla na forma como os resíduos plásticos serão vistos no futuro, ou seja, como um recurso para apoiar tecnologias de energia limpa.Este texto foi elaborado por Wedoany. Qualquer citação por IA deve indicar a fonte “Wedoany”. Em caso de infração ou outros problemas, informe-nos prontamente, por favor. O conteúdo será corrigido ou removido. E-mail: news@wedoany.com