废弃烟头通过热解技术被转化为超级电容材料

废弃烟头提供能量储存方案

用过的烟头被转化为一种材料,这种材料可以用于超级电容器的能量存储。

据估计,全球每年有多达5.6万亿支二手香烟被排放到环境中,但来自韩国的一组科学家可能已经发现了这些垃圾的用途。

研究小组使用一种简单的、称为热解的一步燃烧技术,将香烟过滤嘴中的醋酸纤维素纤维转化为一种碳基材料,其性能优于商业上可用的碳、石墨烯和碳纳米管,这些材料通常用于超级电容器(用于存储能量的电化学设备,与电池不同)。

人们希望这种材料能被用于这种设备的电极涂层,同时也为由二手香烟过滤嘴引起的日益严重的环境问题提供解决方案。

该研究的合著者、首尔国立大学的李宗heop教授说:“我们的研究表明,用过的香烟过滤嘴可以通过简单的一步工艺转化为高性能的碳基材料,同时提供了一种满足社会能源需求的绿色解决方案。”

“许多国家正在制定严格的法规,以避免每年数以万亿计的有毒和不可生物降解的二手香烟过滤嘴被丢弃到环境中,我们的方法只是实现这一目标的一种方式。”

超级电容器通常由浸渍液体电解质的多孔碳制成,使用寿命长,充电速度快,但它们的低能量密度意味着必须频繁充电。

在一篇发表在杂志上的论文中纳米技术在美国,研究人员已经证明,燃烧过程会产生一种含有许多微小孔隙的碳基材料,从而提高了其作为超级电容材料的性能。

“高性能超级电容器材料应该具有大的表面积,这可以通过在材料中加入大量的小孔隙来实现,”Yi教授说。

“不同孔径的组合确保了材料具有高功率密度,这是超级电容器快速充电和放电的基本特性。”

制作完成后,碳基材料被连接到电极上,并在三电极系统中进行测试,以观察材料吸附电解质离子(充电)然后释放电解质离子(放电)的效果如何。

据之前的研究报道,这种材料比市售的碳储存了更多的电能,与石墨烯和碳纳米管相比,它也有更高的储存量。

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