Brugte cigaretskodder tilbyder energilagringsløsning

En gruppe forskere fra Sydkorea har konverteret brugte cigaretskod til et højtydende materiale, der kan integreres i computere, håndholdte enheder, elektriske køretøjer og vindmøller til lagring af energi.

Præsenterer deres resultater i dag, 5. august 2014, i journalen Nanoteknologi , forskerne har demonstreret materialets overlegne ydeevne i forhold til kommercielt tilgængeligt kulstof, grafen og carbon nanorør.

Det er håbet, at materialet kan bruges til at belægge elektroderne på superkapacitorer-elektrokemiske komponenter, der kan lagre ekstremt store mængder elektrisk energi-samtidig med at det giver en løsning på det voksende miljøproblem forårsaget af brugte cigaretfiltre.

Det anslås, at hele 5.6 billioner brugte cigaretter, eller 766, 571 tons, deponeres hvert år i miljøet verden over.

Medforfatter af undersøgelsen Professor Jongheop Yi, fra Seoul National University, sagde:"Vores undersøgelse har vist, at brugte cigaretfiltre kan omdannes til et højtydende kulstofbaseret materiale ved hjælp af en enkel et-trins-proces, som samtidig tilbyder en grøn løsning til at imødekomme samfundets energibehov.

"Mange lande udvikler strenge regler for at undgå de billioner af giftige og ikke-bionedbrydelige brugte-cigaretfiltre, der bortskaffes i miljøet hvert år-vores metode er kun en måde at opnå dette på."

Kulstof er det mest populære materiale, som superkapacitorer består af, på grund af de lave omkostninger, højt overfladeareal, høj elektrisk ledningsevne og langsigtet stabilitet.

Forskere rundt om i verden arbejder i øjeblikket på at forbedre egenskaberne ved superkapacitorer - såsom energitæthed, effekttæthed og cyklusstabilitet - samtidig med at de forsøger at reducere produktionsomkostningerne.

I deres undersøgelse, forskerne demonstrerede, at celluloseacetatfibrene, som cigaretfiltre mest består af, kunne omdannes til et kulstofbaseret materiale ved hjælp af et enkelt, et-trins brændteknik kaldet pyrolyse.

Som et resultat af denne brændingsproces, det resulterende kulstofbaserede materiale indeholdt en række små porer, øge dens ydeevne som et superkapacitivt materiale.

"Et højtydende superkapacitormateriale skal have et stort overfladeareal, som kan opnås ved at inkorporere et stort antal små porer i materialet, "fortsatte professor Yi.

"En kombination af forskellige porestørrelser sikrer, at materialet har høje effekttætheder, som er en væsentlig egenskab i en superkondensator til hurtig opladning og afladning. "

Når den er fremstillet, det kulstofbaserede materiale blev fastgjort til en elektrode og testet i et treelektrodesystem for at se, hvor godt materialet kunne adsorbere elektrolytioner (ladning) og derefter frigive elektrolytioner (afladning).

Materialet lagrede en større mængde elektrisk energi end kommercielt tilgængeligt kulstof og havde også en større lagringsmængde sammenlignet med grafen og kulnanorør, som rapporteret i tidligere undersøgelser.