泡沫包装颗粒使易碎物品的运输变得容易。但是，一旦运输完成，这些蓬松的颗粒就会成为一种浪费的麻烦。现在，研究人员报告了一种将它们转化为有用物质的方法。
化学工程师们将泡沫包装碳化，并利用由此产生的碳微片来构建锂电池负极，其性能可与传统的石墨负极相媲美。
普渡大学维拉斯·G·波尔实验室的博士后维诺德库玛·埃塔切里在丹佛举行的美国化学学会全国会议环境化学分会上展示了这项工作。
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波尔去年在建立新实验室时产生了使用泡沫包装颗粒的想法。“我们一直在收到装满泡沫包装颗粒的盒子，里面装着我们购买的设备和化学品，”波尔告诉《化学与工程新闻》。波尔说，在美国，只有一小部分聚苯乙烯包装被回收利用，因此他想为它们找到新的用途。
锂离子电池的负极通常由石墨制成。当电池充电和放电时，石墨会吸收和释放锂离子。
为了将泡沫包装颗粒转化为电池负极材料，波尔的团队将颗粒碳化。研究人员首先在氩气气氛下将泡沫塑料颗粒从 500 加热到 900 ºC 几个小时。他们还在碳化聚苯乙烯颗粒时添加了金属盐基催化剂。然后，他们将碳化后的泡沫包装颗粒研磨成由碳微片组成的粉末。
研究人员用这种粉末制成负极，并在纽扣电池中测试了它们的性能，类似于为手表供电的电池。他们让电池经历了一系列的充电和放电循环。
波尔告诉《化学与工程新闻》，与具有传统负极的电池相比，普渡大学团队的电池可以更快地充电，因为微片比石墨更薄。此外，花生负极的存储容量比石墨负极的理论容量高约 13%。这是因为微片形成了比石墨更无序、多孔的网络，从而可以更多地吸收锂离子。
西密歇根大学的谢琳·O·奥巴雷（Sherine O. Obare）表示，将花生转化为负极材料的过程具有巨大的成功潜力，她是丹佛会议的小组主席。她指出，碳化方法可能适用于任何含有聚苯乙烯的材料。
波尔告诉《化学与工程新闻》，他的团队正在寻找资金来扩大花生碳化工艺的规模。研究人员还在研究碳粉的其他用途，例如打印机墨粉。
本文经《化学与工程新闻》（©美国化学学会）许可转载。该文章于2015年3月24日首次发表。