该团队表示，与其在两三年后丢弃电池，不如使用高频声波去除影响电池性能的锈蚀，我们可以获得可持续使用长达九年的可回收电池。

在澳大利亚，只有 10% 的废旧手持电池（包括手机电池）被收集起来进行回收，低于国际标准。其余 90% 的电池进入垃圾填埋场或处理不当，这对环境造成了相当大的破坏。

从电池中回收锂和其他材料的高成本是这些物品被重复使用的主要障碍，但该团队的创新可能有助于应对这一挑战。

该团队正在研究一种名为 MXene 的纳米材料，他们表示这种材料有望在未来成为锂电池的令人兴奋的替代品。

化学工程特聘教授兼首席高级研究员 Leslie Yeo 表示，MXene 类似于具有高导电性的石墨烯。

“与石墨烯不同，MXenes 具有高度可定制性，并在未来开辟了一系列可能的技术应用，”RMIT 工程学院的 Yeo 说。

他说，使用 MXene 的一大挑战是它很容易生锈，从而抑制导电性并使其无法使用。

“为了克服这一挑战，我们发现特定频率的声波可以去除 MXene 上的锈迹，使其恢复到接近原始状态，”Yeo 说。

他说，该团队的创新有朝一日可能会帮助每隔几年为 MXene 电池注入新的活力，将其寿命延长三倍。

“延长 MXene 保质期的能力对于确保其用于商业上可行的电子零件的潜力至关重要，”Yeo 说。

该研究发表在《自然通讯》上。

创新如何运作

共同主要作者、博士候选人 Hossein Alijani 先生表示，使用 MXene 的最大挑战是在潮湿环境或悬浮在水溶液中时在其表面形成的锈蚀。

皇家墨尔本理工大学工程学院的 Alijani 说：“表面氧化物，即铁锈，很难去除，尤其是在这种比人类头发丝细得多的材料上。”

“目前用于减少氧化的方法依赖于材料的化学涂层，这限制了 MXene 以其天然形式的使用。

“在这项工作中，我们表明将氧化的 MXene 薄膜暴露在高频振动下仅一分钟即可去除薄膜上的锈迹。这个简单的程序可以恢复其电气和电化学性能。”

团队工作的潜在应用

该团队表示，他们从 Mxene 中去除锈迹的工作为纳米材料在储能、传感器、无线传输和环境修复等广泛应用中的应用打开了大门。

首席高级研究人员之一、副教授 Amgad Rezk 表示，将氧化材料快速恢复到几乎原始状态的能力代表了循环经济方面的游戏规则改变者。

RMIT 工程学院的 Rezk 说：“电子产品中使用的材料，包括电池，在使用两三年后通常会因生锈而变质。”

“通过我们的方法，我们有可能将电池组件的使用寿命延长三倍。”

下一步

虽然创新前景广阔，但该团队需要与业界合作，将其声学设备集成到现有的制造系统和流程中。

该团队还在探索使用他们的发明去除其他材料的氧化层，以用于传感和可再生能源。