A maszk mindennapjaink része lett, ami több szempontból sem épp szerencsés fordulat. Ezek közül kiemelkedik a környezetre mért terhelés, amit ezek a védelmi eszközök jelentenek. A kutatók szerint a koronavírus-járvány alatt az emberiség globálisan havonta több mint 130 milliárd maszkot kezdett el használni, amiből több száz tonna polimer hulladék keletkezik. A maszkok elégetéskor ráadásul mérgező gázokat bocsátanak ki, ezért ennek a hulladéknak az újrahasznosítása különösen sürgető. A probléma orvoslására több ötlet is akad: a használt maszkokat egyesek utak építéséhez használnák fel, de felmerült a használt maszkok különböző technológiákkal történő fertőtlenítése is.

Egy újabb módszer azonban talán minden eddiginél ígéretesebbnek ígérkezik: ez pedig a rendkívül energia-sűrű akkumulátorok gyártása. A módszer ráadásul nem csak környezetbarát, de lehetővé teszi olyan olcsó akkumulátorok gyártását, amelyek több szempontból is felülmúlják a nehezebb, fémbevonatú hagyományos akkumulátorokat, amelyek előállítása komolyabb gyártási költséget igényel. A csapat a módszer érdekében már több természetes hulladékanyagot is kipróbált: kókuszhéjat, gumiabroncsot vagy akár újságpapírt – a gond azonban az volt eddig, hogy ezeket nagy hőmérsékletű kemencékben kellett előkészíteni a felhasználásra. A maszkok esetén azonban épp ezt lehet megspórolni – ezeket ugyanis már kezelés nélkül is könnyen át lehet itatni grafénnal az egyedi felépítésük miatt.

Maga a folyamat így néz ki: a maszkok újrahasznosítása érdekében a csapat először ultrahanggal fertőtlenítette a maszkokat, majd grafénból készült tintába mártotta. A maszkokat ezután összepréselték és 140 °C-ra melegítették, hogy apró golyók keletkezzenek ebből a keverékből – ezek a golyók működnek az akkumulátor elektródáiként. Ezeket a golyócskákat egy szigetelőréteg választja el, amely szintén használt maszkokból készül. Az utolsó lépés, hogy az egészet elektrolitba áztatják, és szintén egészségügyi hulladékból újrahasznosítással készült héjakba csomagolják. A módszer tehát rendkívül környezetbarát: az egyedüli adalék az újrahasznosított anyagokon felül a grafén.

Mindez önmagában is elismerésre méltó, de az így kapott akkumulátor még rendkívül hatékony is: a kutatóknak sikerült 99,7 wattórát elérniük kilogrammonként – ez pedig a jelenleg leginkább elterjedt lítium-ion akkumulátorok energiasűrűségét közelíti, ami 100 és 265 wattóra per kiló között mozog. A kutatók azt is észrevették, hogy további nanorészecskék hozzáadásával az imént említett szám akár meg is duplázható, és elérhető a 208 wattóra kilogrammonként. A leghatékonyabb változatok pedig akár 10 órán keresztül voltak képesek akár 0,54 V feszültséget szolgáltatni. A következő lépés már nem csak az egyszerűbb elektronikai eszközökhöz használható elemek fejlesztése, hanem annak vizsgálata, hogy módszerrel miként lehet komolyabb – akár elektromos autókat is működtető akkumulátorokat gyártani.

(Kép: Flickr/Marco Verch Professional Photographer)