低炭素環(huán)境保護(hù)：リサイクル古著を利用した電解質(zhì)製品の作り方

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浙江理工大學(xué)の胡毅教授チームはこのほど、米デラウェア大學(xué)の付堃教授チームと協(xié)力し、廃棄アクリル糸（染色アクリルを含む）を原材料とし、3 D繊維ネットワークが強(qiáng)化されたアクリル系セラミックス複合ナノ繊維固體電解質(zhì)を構(gòu)築し、廃棄繊維の回収利用に新たな構(gòu)想を提供した。また、フレキシブルウェアラブル電子分野に適した高性能固體電解質(zhì)の開(kāi)発にも低コストで実行可能なソリューションを提供している。関連成果は先日、國(guó)際學(xué)術(shù)誌「ACS応用材料とインタフェース」に発表された。

アクリルはポリアクリロニトリルのアクリロニトリル共重合體から作られた合成繊維である。ポリアクリロニトリルのポリマー鎖中のニトリル基は、高い電気化學(xué)的安定性を有する典型的な強(qiáng)い電子吸引性基であり、これにより、ポリアクリロニトリルポリマーは固體電解質(zhì)を製造するための理想的な候補(bǔ)材料となる。

胡毅氏によると、エネルギー貯蔵裝置におけるアクリルの応用は実行可能性があり、アクリルを服用するのはポリアクリロニトリルの主要成分と同じで、コストも相対的に低い。廃棄用アクリル酸置換ポリアクリロニトリル重合體を原料としてエネルギー貯蔵分野に応用すれば、廃棄繊維のグリーン低コスト高価値化利用を?qū)g現(xiàn)する。

今回の研究では、科學(xué)研究者は回収した廃アクリル糸（染色アクリルを含む）を簡(jiǎn)単な洗浄と乾燥処理した後、清浄なアクリル糸でアクリル溶液を調(diào)製し、次にリチウムランタンジルコニウムジルコニウム酸素（LLZTO）セラミックナノ粒子をアクリル溶液に分散させ、アクリル系セラミックス複合靜電紡糸前駆體溶液を調(diào)製した。「電気紡績(jī)はすでに産業(yè)化を?qū)g現(xiàn)しているので、私たちは電気紡績(jī)技術(shù)を用いて、3 D構(gòu)造のLLZTO/アクリルナノファイバーネットワークを複合固體電解質(zhì)の充填フレームとして獲得することを選んだ」と胡毅氏は紹介し、簡(jiǎn)単な液相組立を通じて、科學(xué)研究者はポリマー溶液（PEO-LiTFSI溶液）を複合繊維ネットワークに浸透させ、LLZTO/アクリル複合固體電解質(zhì)を得ることができる。

科學(xué)研究者は全體の製造過(guò)程を鉄筋コンクリートの建設(shè)過(guò)程にたとえ、この製造過(guò)程ではアクリルは鉄筋フレームの役割を果たし、ポリマーは複合繊維ネットワークに浸透し、コンクリートと鉄筋フレームを一體に鋳造することに相當(dāng)する。このようにして製造された強(qiáng)化複合固體電解質(zhì)は、より良い熱安定性、機(jī)械的性質(zhì)、電気化學(xué)的安定性を有する。

近年、固體電解質(zhì)の研究がホットスポットとなっている。電解液と比べて、リチウムイオン伝導(dǎo)率、電気化學(xué)安定性の向上などの面で向上している。

今回の実験により、LLZTO/アクリル複合固體電解質(zhì)は高いイオン伝導(dǎo)率を示した。これにより製造されたフレキシブルパック電池は、動(dòng)的曲げ下で安定して動(dòng)作することができ、また極端な條件下では、安全で安定した動(dòng)作を維持することができ、LEDランプの安定した電力供給を継続することができる。

胡毅氏によると、LLZTOは酸化物セラミックス固體電解質(zhì)であり、そのナノ粒子は連続するLLZTO/アクリル複合ナノ繊維中に均一に分散している。この構(gòu)造はLLZTO粒子の凝集を避けるだけでなく、