中央大学研究团队开发利用微塑料的静电元件

by Hwang Seoyul

Published 09 Aug.2023 10:19(KST)

提出应对老化微塑料环境问题的解决方案

中央大学研究团队通过利用微塑料开发静电器件，为环境问题提出了根本性解决方案。静电器件是一种利用摩擦起电效应和静电感应原理，将机械能转化为电能的技术。

李相珉中央大学机械工学系教授研究团队。（自左起）车京焕硕博连读课程学生、洪珍基延世大学教授、李相珉中央大学教授。照片由中央大学提供

9日，中央大学表示，机械工学部教授 Lee Sangmin 研究团队与延世大学教授 Hong Jingi 团队通过共同研究，成功开发出利用微塑料收集电能的静电器件。自工业化以来，塑料使用量激增，微塑料通过多种途径产生和排放，被指为引发环境污染的主要元凶之一。

本次研究的意义在于，将粒径小于5毫米的微塑料作为环保型能量采集系统的组成材料，构建出收集电能的机理，从而实现了废资源能源化（Waste-to-Energy）。

联合研究团队开发的微塑料基静电器件最大优点在于，不受塑料种类和老化时间影响即可使用。在微塑料中占比最高的聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）以及各种塑料混合物，都可以在相同机理下产生电输出。

基于老化微塑料的低成本长寿命静电器件示意图/照片由中央大学提供

实验结果显示，即使用老化9年的塑料驱动15万次循环，也可在无输出衰减的情况下长期使用。由于采用完全封闭的圆筒结构，因此在无额外污染的前提下即可实现发电，这也被视为一大优势。

研究团队还确认，通过所开发的静电器件产生电输出并为电容器充电后，可驱动300个发光二极管（LED）、商用温湿度计以及水质污染传感器等设备。

本研究在韩国研究财团主导的基础研究室及中坚研究项目，以及环境部主导的仿生学基础环境污染管理技术开发项目的支持下开展。

相关成果收录于题为《基于老化微塑料的可持续摩擦电纳米发电机开发》的论文中，并于去年发表在国际知名学术期刊《Chemical Engineering Journal》上。该论文由 Lee Sangmin 教授课题组的硕博连读研究生 Cha Gyeonghwan 和 Hong Jingi 教授课题组的硕博连读研究生 Jo Seongeun 担任第一作者。