Hiện nay, có rất ít cơ sở sản sản xuất chuyên tái chế các hạt xốp dùng trong đóng gói. Trong hàng chục năm, chúng vẫn tồn tại tại các bãi chôn lấp rác thải và do có cấu tạo nhỏ và nhẹ nên chúng thường bị thổi bay khắp khu vực bãi chôn lấp, thậm chí là ra cả các khu vực lân cận. ̉Tuy nhiên, mới đây, một nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Purdue, Indiana, Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng ngoài công dụng bảo vệ các loại hàng hóa dễ vỡ, các hạt xốp dùng trong đóng gói còn có thể được tái chế thành các-bon để sử dụng thay thế than chì trong các điện cực của pin lithium-ion, với hiệu suất được nâng cao đáng kể.

 Trong quá trình pin được sạc, ion lithium được lưu trữ trong cực dương mà thông thường được làm từ than chì. Tuy nhiên, Giáo sư Vilas Pol cùng cộng sự đã nghiên cứu phương pháp nhằm chế tạo ra một loại điện cực mới làm từ các-bon để thay thế.

 Để tạo ra vật liệu mới, họ nung nóng các hạt xốp (cấu tạo chủ yếu từ polystyrene) ở mức nhiệt từ 500-900ºC trong môi trường khí trơ có thể chứa hoặc không chứa chất xúc tác từ muối kim loại. Tùy thuộc vào chất liệu hạt xốp và phương pháp tiếp cận mà kết quả thu được có thể là hạt nano các-bon hoặc tấm phim các-bon mỏng, đều là những vật liệu rất lý tưởng để sử dụng làm điện cực dương.

 Do chúng mỏng chỉ bằng 1/10 so với điện cực làm từ than chì nên cho phép tốc độ và thời gian sạc điện nhanh hơn. Bên cạnh đó, vật liệu mới có điện trở thấp hơn so với than chì. Cụ thể, công suất sạc điện tối đa của pin các-bon là 420 mAh/g, trong khi theo lý thuyết, con số này ở pin dùng than chì là 372 mAh/g. Điều có nghĩa là pin sử dụng vật liệu từ hạt xốp sẽ nhỏ gọn và nhẹ hơn nhưng đạt hiệu suất tốt hơn. Ngoài ra, tuổi thọ của pin mới cũng tăng lên đáng kể, với khoảng 300 lần sạc, trong khi công suất không giảm.

 Các tấm phim các-bon này đặc biệt hiệu quả do cấu trúc xốp của chúng cho phép nhiều diện tích tiếp xúc giữa cực dương và chất điện phân lỏng mang ion của pin. Các nhà nghiên cứu cho biết họ đang tìm cách để làm tăng độ xốp của chúng nhằm tăng cường hơn nữa hiệu suất điện hóa.

 Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Pol hy vọng trong tương lai gần, công nghệ mới được đánh giá là không tốn kém, thân thiện với môi trường sẽ sớm được áp dụng để sản xuất pin thương mại.

Nguồn: NASATI, ngày 31/3/2015