研究小組成員Passaponti等介紹稱，在很大程度上是由于內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力車輛數(shù)量的急劇增長(zhǎng)溫室氣體排放和固體廢物處理造成的環(huán)境問題。關(guān)于后者，廢舊輪胎是一個(gè)長(zhǎng)期存在且尚未解決的問題。

目前，每年生產(chǎn)約15億個(gè)廢輪胎，僅包括歐洲就生產(chǎn)260萬噸廢輪胎。全世界80%以上的廢舊輪胎產(chǎn)品集中在少數(shù)幾個(gè)國家和地區(qū)，如美國、歐盟、中國、印度和日本等，這些地區(qū)已經(jīng)實(shí)施了嚴(yán)格的協(xié)議和法規(guī)(例如歐盟指令31/1991)。

應(yīng)該提到的是，輪胎磨損狀態(tài)下的質(zhì)量基本上與它們的生產(chǎn)時(shí)相同。特別是，廢舊輪胎的化學(xué)成分造成嚴(yán)重問題。由于有毒化學(xué)品的易燃性和泄漏，大多數(shù)國家都禁止垃圾填埋場(chǎng)存放?；谏鲜鲈颍麄€(gè)輪胎被回收用于生產(chǎn)用于游樂場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的墊子，以及用于制造水泥; 自1994年以來，進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)的廢輪胎比例從2015年的60%降至5%。

熱處理，例如熱解，已被開發(fā)為回收有用化學(xué)品的有效策略，通常以燃料的形式或從廢舊輪胎中回收。固體殘留物，通常稱為炭，暫時(shí)用于生產(chǎn)炭黑和/或活性炭，在超級(jí)電容器的活性炭電極生產(chǎn)方面取得了一些成功。Chars含有大量(從幾個(gè)到幾千ppm)不同的金屬，這些金屬以隔離的化學(xué)實(shí)體或顆粒物質(zhì)(例如氧化物，硫化物等)的形式嵌入非均相基質(zhì)中。在硫化和橡膠制造的其他階段引入這些化合物。混合物的多樣性使得從廢舊輪胎中分離和回收金屬變得非常困難。

而研究人員提出了一種有效的方法，利用分散在炭形成后獲得的碳質(zhì)基質(zhì)中的納米級(jí)金屬或金屬氧化物/硫化物顆粒的存在。研究人員證明，簡(jiǎn)單的后熱解熱處理可用于生產(chǎn)對(duì)電催化氧還原反應(yīng)(ORR)具有高活性的材料。

該團(tuán)隊(duì)使用微波輔助熱解(MAP)生產(chǎn)的炭，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)主要因素促成了ORR活性的增強(qiáng)：(1)比表面積和孔隙率大; (2)嵌入碳基質(zhì)中的高濃度ZnO顆粒的存在。