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丟棄煙頭可用作超級電容制造材料

來源:本站 添加時間:2015年03月16日 瀏覽次數:5215

街頭隨處可見的煙頭在不少人看來只是礙眼的垃圾,但一組韓國的科學家卻發現了它們的價值——將其變成了制造超級電容的原材料。研究人員發現,這沒人待見的“煙屁股”雖然“出身卑微”,卻能為超級電容的性能帶來大幅度的提升。這一點就算是材料界的“當紅明星”石墨烯和碳納米管也只能自嘆不如。

據估計,全球每年會產生大約5.6萬億個煙蒂,總重量達766571噸。許多國家都正在制定嚴格的規定,希望減少由此帶來的污染和火災隱患。而新研究不但能夠以綠色環保的方式對這些煙頭進行無害化處理,還能將其轉化為能夠存儲能量的高性能材料,在計算機、手持設備、電動汽車和風力渦輪發電機上獲得應用。

這個由韓國首爾大學的科學家組成的研究團隊發現,香煙過濾嘴大部分是由醋酸纖維素纖維制成,而這種物質能夠通過一步簡單的燃燒分解法轉化為碳基材料。經過處理,由香煙過濾嘴所制成的碳基材料表面布滿了微小的孔隙,對制造超級電容而言,這種結構的材料尤其難能可貴。一個高性能的超級電容材料必須具備較大的反應面積,而這種布滿微小孔隙的碳基材料正好能夠滿足這一條件。不同孔徑的組合能夠確保由該材料制成的超級電容具有較高的功率密度,能夠讓超級電容具備快速充電的能力。

研究人員稱,因成本低、表面積大、導電性和穩定性好,碳是制造超級電容常用的一種原料。世界各地的科學家正在努力提高超級電容的能量密度和功率密度,以及循環使用壽命、穩定性等性能,同時還試圖進一步降低其生產成本。新研究只需一個簡單的步驟就能將香煙過濾嘴轉化為高性能的碳基材料,在解決環境污染的同時,滿足社會對能源的需求。

實驗顯示,這種碳基材料所制成的電極能夠很好地吸附和釋放電荷。此外,還具備較高的容量。由于具有獨特的孔隙結構,在用于制造超級電容時,其性能表現甚至優于同為碳系的石墨烯和碳納米管。

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