Brugte cigaretskod tilbyder energilagringsløsning

Forskere i Sydkorea har udviklet en ny måde at lagre energi på, som også tilbyder en løsning på et voksende miljøproblem.

Rapportering af deres resultater i IOP Publishing-tidsskriftet Nanoteknologi , forskergruppen med succes konverterede brugte cigaretskod til et højtydende materiale, der kunne integreres i computere, håndholdte enheder, elbiler og vindmøller til at lagre energi.

Ifølge undersøgelsen dette materiale overgår kommercielt tilgængeligt kulstof, grafen og kulstof nanorør. Det kan en dag blive brugt til at belægge elektroderne på superkondensatorer:elektrokemiske komponenter, der kan lagre ekstremt store mængder elektrisk energi.

"Vores undersøgelse har vist, at brugte cigaretfiltre kan omdannes til et højtydende kulstofbaseret materiale ved hjælp af en simpel et-trins proces, som samtidig tilbyder en grøn løsning til at opfylde samfundets energikrav, "siger medforfatter professor Jongheop Yi fra Seoul National University.

"Adskillige lande udvikler strenge regler for at undgå de billioner af giftige og ikke-biologisk nedbrydelige brugte cigaretfiltre, der hvert år smides ud i miljøet. Vores metode er blot én måde at opnå dette på. " tilføjer professor Yi.

Kulstof er det mest almindelige materiale, der findes i superkondensatorer på grund af dets lave omkostninger, højt overfladeareal, høj elektrisk ledningsevne og langtidsstabilitet. Forskere rundt om i verden arbejder på at forbedre egenskaberne ved superkapacitorer - såsom deres energitæthed, effekttæthed og cyklusstabilitet – samtidig med at man forsøger at reducere produktionsomkostningerne.

I deres undersøgelse, Professor Yi og hans kolleger demonstrerede, at celluloseacetatfibrene, der findes i de fleste cigaretfiltre, kunne omdannes til et kulstofbaseret materiale ved hjælp af en simpel, et-trins brændteknik kaldet pyrolyse. Det resulterende materiale indeholdt en række små porer, øger dets ydeevne som et superkapacitivt materiale.

"Et højtydende superkondensatormateriale bør have et stort overfladeareal, hvilket kan opnås ved at inkorporere et stort antal små porer i materialet, " siger professor Yi. "En kombination af forskellige porestørrelser sikrer, at materialet har høje effekttætheder, som er en væsentlig egenskab i en superkondensator."

Når først de er fremstillet, det kulstofbaserede materiale blev fastgjort til en elektrode og testet i et tre-elektrodesystem for at se, hvor godt materialet kunne adsorbere elektrolytioner (opladning) og derefter frigive dem (afladning). Materialet lagrede mere elektrisk energi end kommercielt tilgængeligt kulstof, grafen og
kulstof nanorør.

"Vores kulstofbaserede materiale har potentiale til brug som et elektrodemateriale i lithium-ion-batterier, et katalysator-understøttende materiale i brændselsceller, og forurenende adsorbenter, " siger professor Yi. "Vi håber, at vores opfindelser i sidste ende vil hjælpe med at reducere den miljømæssige byrde af cigaretskod og samtidig sænke produktionsomkostningerne for kulstofmaterialer af høj kvalitet."

Brug af cigaretskod til at bekæmpe dengue

Ud over deres energilagringspotentiale, cigaretskod kan en dag bruges til at kontrollere dengue, en af ​​verdens vigtigste myggebårne virussygdomme.

At bemærke, at cigaretskod er "imprægneret med tusindvis af kemiske forbindelser, hvoraf mange er meget giftige, og ingen af ​​dem har [en] historie med resistens hos myg, "et forskerhold i Malaysia, Japan og Thailand undersøgte deres potentiale for at kontrollere myg, der huser denguevirus.

Rapporterer sine resultater i tidsskriftet Acta Tropica , holdet fandt ud af, at hunmyg faktisk foretrækker at lægge æg i et miljø, der indeholder cigaretskod frem for et miljø uden numse. Hvad mere er, forskerne observerede, at eksponering for cigaretskod har "skadelige virkninger på [fertiliteten] og levetiden af ​​[myg] afkom."