Thông tin công bố nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Energy Storage số tháng 2/1022 cho biết, nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia Nga (NUST MISiS) cộng tác với các đồng nghiệp ở Mỹ và Mexico để phát triển phương pháp mới giúp biến khẩu trang đã qua sử dụng thành pin giá rẻ linh hoạt và hiệu quả.

Để tái chế khẩu trang y tế đã qua sử dụng, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một quy trình nhiều bước. Đầu tiên nhóm nghiên cứu khử trùng khẩu trang bằng sóng siêu âm và nhúng vào mực làm từ graphene. Sau đó, họ nén khẩu trang và làm nóng tới 140 độ C để hình thành viên nhỏ hoạt động như điện cực của pin. Những viên nhỏ này được tách ra bằng một lớp cách nhiệt cũng làm từ khẩu trang đã qua sử dụng. Bước cuối cùng là ngâm toàn bộ vật thể trong chất điện phân và bọc bằng vỏ sản xuất từ vỏ thuốc bỏ đi.

Bằng phương pháp này, rác thải y tế trở thành cốt lõi của viên pin, thứ duy nhất cần thêm vào là graphene, theo giáo sư Anvar Zakhidov, giám đốc khoa học của dự án cơ sở hạ tầng "High-Performance, Flexible, Photovoltaic Devices Based in Hybrid Perovskites" tại NUST MISiS.

Zakhidov và cộng sự nhận thấy loại pin mới khá hiệu quả với mật độ năng lượng 99,7 Wh/kg, tiệm cận mật độ năng lượng của pin lithium-ion, nằm trong khoảng 100 - 265 Wh/kg. Các nhà nghiên cứu đã cải tiến thiết kế pin bằng cách thêm hạt nano của một loại vật liệu perovskite oxit canxi - coban vào điện cực. Cải tiến đó giúp mật độ năng lượng tăng gần gấp đôi, đạt mức 208 Wh/kg. Phiên bản pin cho hiệu suất tốt nhất còn 82% công suất sau 1.500 chu kỳ và có thể cung cấp năng lượng hơn 10 giờ ở điện thế 0,54 V.

Phương pháp mới có thể mở đường để sản xuất pin hiệu quả hơn các loại pin thông thường phủ kim loại và nặng hơn vốn có chi phí cao hơn. Loại pin mỏng giá rẻ của NUST MISiS cũng có thể dùng một lần và sử dụng trong các thiết bị gia dụng từ đồng hồ tới đèn trong tương lai.

Được biết, sự bùng phát của đại dịch COVID-19 trên toàn cầu đã đẩy nhu cầu sử dụng khẩu trang y tế trên khắp thế giới tăng đột biến trong 2 năm vừa qua. Một số báo cáo đã chỉ ra rằng, chỉ riêng trong năm 2020, thế giới đã sản xuất 52 tỷ chiếc khẩu trang và 1,56 tỷ trong số đó rơi xuống biển. Việc xử lý không tốt loại rác thải đặc hữu này khiến thế giới phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa nghiêm trọng hơn bao giờ hết, song song với diễn biến phức tạp của đại dịch.

Xử lý rác thải y tế của bệnh viện và các cơ sở y tế, hay tại các dịch vụ kinh doanh phòng khám tư, hiện đang là một trong những thách thức của ngành y tế, nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ra sự nguy hại đến sức khỏe cộng đồng, với trực tiếp nhân viên y tế, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống và kinh tế xã hội. Việc có thể tìm ra các biện pháp xử lý an toàn, hiệu quả khẩu trang y tế đã qua sử dụng hoặc tái chế chúng thành các sản phẩm hữu ích khác sẽ là giải pháp tối ưu để hạn chế tốc độ ảnh hưởng của loại rác thải này tới môi trường.

Thái An