普渡大學（美國印第安納州西拉法葉市）的工程師們發現了一種減少垃圾填埋場塑料量同時改善電池的方法。該方法包括將浸泡在含硫溶劑中的無墨塑料放入微波爐中，然后作為碳支架裝入電池中。

鋰硫電池被譽為下一代電池以取代目前的鋰離子電池品種。Purdue發布的新聞稿稱，鋰硫電池比鋰離子電池更便宜，能量更密集，這是鋰離子電池從電動汽車到筆記本電腦的重要特性。

鋰硫電池的劣勢直到現在，它們不會持續太久，可用于大約100個充電周期。

普渡大學的研究人員由海軍企業合作伙伴與全美大學卓越力量和普渡大學的能源研究機構合作，通過一個可以方便地回收塑料的過程來增加壽命。根據最近發表在ACS應用材料與接口部門的一篇論文，將硫磺浸泡的塑料放入微波爐中可將材料轉化為理想物質，從而將電池的使用壽命延長至200次充放電循環。

普渡大學化學工程學院副教授維拉斯波爾說：“不管你回收塑料的次數多少，塑料都留在地球上。”“我們一直在想辦法擺脫它很長一段時間，這是至少增加價值的一種方式。

“由于鋰硫電池越來越受歡迎，我們希望獲得更長的壽命，”波爾補充說。

低密度聚乙烯（LDPE）有助于解決鋰硫電池長期存在的問題-這種現象稱為多硫化物穿梭效應，限制了電池在充電之間持續的時間。當向鋰硫電池施加電流時，鋰離子遷移至硫并發生化學反應以產生硫化鋰。該反應的副產物多硫化物傾向于回到鋰側，防止鋰離子遷移到硫中。這會降低電池的充電容量及其使用壽命。

“阻斷多硫化物最簡單的方法是在鋰和硫之間設置物理屏障，”普渡大學化學工程研究助理研究員帕特里克金說。

Purdue指出，以前的研究試圖用生物質制造這種屏障，例如香蕉皮和阿月渾子殼，因為生物質衍生碳中的孔隙有可能捕獲多硫化物。“每種材料都有它自己的好處，但生物質很好保存，可以用于其他目的，”波爾說。

相反，研究人員想到如何將塑料并入碳支架以抑制電池中的多硫化物穿梭。過去的研究表明，LDPE與磺化基團結合后會產生碳。

研究人員將一個塑料袋浸泡在含硫溶劑中，并將其放入微波爐中便宜地提供轉化為低密度聚乙烯所需的溫度的快速提升。熱量促進了塑料的磺化和碳化，并且引起更高密度的捕獲多硫化物的孔隙。然后可以將LDPE塑料制成碳支架，以將更好的紐扣電池的鋰和硫的一半分開。

“來自這個過程的塑料衍生碳包括帶負電荷的磺酸鹽基團，這也是多硫化物所具有的，”Kim說。磺化LDPE制成碳支架，因此通過具有類似的化學結構抑制了多硫化物。

“這是提高電池容量保持率的第一步，”Pol說。“下一步就是利用這個概念來制造更大尺寸的電池。”