新加坡研究人员利用废纸制造更环保的电池阳极

通过将纸转化为纯碳的碳化过程，研究人员将纸的纤维转化为碳泡沫，这种碳泡沫可用于为手机、医疗设备和电动汽车供电的可充电电池的电极。

为了生产碳阳极，研究人员将几张牛皮纸薄片连接起来，并用激光切割，形成不同的几何晶格三维开孔蜂窝和闭孔板格，使用薄片纹理的过程。然后，纸在没有氧气的炉子中加热到1200°C，通过热裂解将其转化为碳。

由于炭化是在无氧的情况下进行的，因此排放的二氧化碳可以忽略不计，这使得该过程比焚烧更环保。

该研究团队生产的碳阳极还表现出优异的耐久性、灵活性和电化学性能。实验室测试表明，这种阳极可以充放电1200次，至少是目前手机电池阳极的两倍。使用ntu制造的阳极的电池也可以比其他电池承受更多的物理压力，吸收破碎能量的能力是其他电池的五倍。

与目前制造电池阳极的工业方法相比，ntu开发的方法使用更少的能源密集型过程和重金属。

由于阳极的成本占锂离子电池总成本的10%到15%，这种使用低成本废料的最新方法预计也会降低制造成本。

使用废纸作为生产电池阳极的原材料也将减轻对传统碳来源的依赖，如碳质填料和产碳粘合剂，这些材料被开采出来，然后用苛刻的化学品和机械进行加工。

新加坡的研究人员表示，纸质垃圾，包括废弃的纸袋、硬纸板、报纸和其他纸质包装，占到2020年他们国家产生的垃圾的近五分之一，但可以作为经济上可行的碳材料的原料。

牛皮纸纸袋是新加坡造纸垃圾的主要组成部分，与棉花和塑料制成的纸袋相比，牛皮纸纸袋也被发现有很大的环境足迹，因为它们在焚烧时对全球变暖的贡献更大，生产过程中有潜在的生态毒性。

南洋理工大学机械与航空航天工程学院助理教授赖昌泉领导了这个项目，他说:“纸在我们日常生活的很多方面都有应用，从礼品包装和工艺品，到无数的工业用途，如重型包装、保护包装和建筑填空。”

“然而，除了焚烧之外，人们在处理垃圾时几乎没有采取任何措施来管理垃圾，因为垃圾的组成会产生大量的碳排放。”我们的方法是让牛皮纸重新焕发生机，把它用于满足对电动汽车和智能手机等设备日益增长的需求，这不仅有助于减少碳排放，还将减轻对采矿和重工业方法的依赖。”

这项研究发表在加法制造．