Migliorare l’efficienza energetica degli edifici conviene a tutti
Batterie dal riciclo della carta: innovazione da Singapore
Un nuovo grande esempio di economia circolare ci arriva da Singapore. Un team di ricerca è riuscito a produrre batterie a partire da rifiuti di carta e cartone. Per la realizzazione il team ha utilizzato un processo noto nel mondo chimico come carbonizzazione, in grado di convertire fibre di cellulosa in carbonio puro da utilizzare nella produzione degli elettrodi.
il professore Lai Changquan della Nanyang Technological University (NTU)
“La carta è utilizzata in moltissime applicazioni quotidiane, dalle confezioni regalo a una miriade di usi industriali, come imballaggi pesanti, involucri protettivi e riempimenti edilizi. Tuttavia si fa poco per gestirla quando viene smaltita […] Il nostro metodo darebbe alla carta kraft un’altra prospettiva di vita”.
Per la carbonizzazione della carta, i ricercatori hanno fatto ricorso a elevate temperature in assenza di ossigeno. Il processo messo a punto riscalda il materiale a 1200°C, fino alla totale evaporazione dell’acqua e delle sostanze volatili in esso contenute, riducendolo a carbonio.
Poiché la carbonizzazione avviene in assenza di ossigeno, il processo emette quantità trascurabili di anidride carbonica. Rappresentando quindi un’alternativa più ecologica allo smaltimento della carta da macero attraverso l’incenerimento, responsabile della produzione di grandi quantità di gas serra. I soli prodotti di scarto del processo sono vapore acque e alcuni oli, che possono essere utilizzati per i biocarburanti.
Per la realizzazione degli elettrodi di batteria, i ricercatori hanno utilizzato un approccio che prevede l’unione e il taglio con il laser dei rifiuti di fogli, prima di riscaldarli per la formazione di diverse geometrie reticolari.
Gli anodi così prodotti possono vantare una durata, una flessibilità e proprietà elettrochimiche superiori. Con i test di laboratorio che hanno evidenziato che le batterie prodotte dai rifiuti cartari possono essere caricate e scaricate fino a 1.200 volte. Sono infatti in grado di sopportare uno stress fisico maggiore, assorbendo l’energia di schiacciamento fino a cinque volte meglio. Il team del NTU attribuisce tali proprietà alla disposizione delle fibre di carta prima della carbonizzazione. Inoltre la combinazione di forza e tenacità meccanica evidenziata dai nuovi anodi consentirebbe alle batterie di telefoni, laptop e auto di resistere meglio agli urti a fronte di cadute e incidenti.
La conversione della carta in anodi per batterie richiede un minore impiego di processi ad alta intensità energetica e di metalli pesanti rispetto alle attuali tecniche di produzione. E poiché l’anodo vale dal 10% al 15% del costo totale di una batteria agli ioni litio, il nuovo metodo offre un vantaggio ulteriore in termini di costi di produzione. Vantaggio che si somma all’utilizzo di una materia prima di scarto a basso costo.
I risultati dei test sono stati pubblicati nel dettaglio in un articolo sulla rivista Additive Manufacturing
Nella sola Singapore, hanno precisato gli studiosi, la carta da macero rappresenta quasi un quinto dei rifiuti prodotti nel Paese. Ma ha una grande impronta ambientale rispetto alla plastica, a causa del maggiore contributo di emissioni che derivano dall’incenerimento. L’attuale innovazione, che offre l’opportunità di riciclare i prodotti di scarto e ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, potrebbe dunque accelerare la transizione verso un’economia circolare, l’uso di materiali green ed energia pulita.
Gli scienziati dell’NTU proseguiranno ora la ricerca con l’obiettivo di migliorare la capacità di accumulo del loro materiale. Riducendo quindi al minimo l’energia termica necessaria per convertire la carta in carbonio.
La Redazione di Ecquologia
