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你知道吗?烟蒂也能用于贮存能量
发布:shadow   时间:2015/5/28 14:06:41   阅读:2322 
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材料与测试:你知道吗?烟蒂也能用于贮存能量

来自南韩的研究人员最近开发出了一种新型贮存能量的方法,同时该方法也为越来越严重的环境问题提供了一个解决思路。
 
研究人员将其研究成果发表在英国物理学会主办的《纳米科技(Nanotechnology)》杂志上。该研究小组成功地将废弃的烟蒂转变成了一种高性能碳基材料,这种材料能够整合到电脑、手提装置、电动车辆和风力涡轮机等设备中用以贮存能量。该研究报道显示,这种材料甚至胜过市场上可以买到的碳材料、石墨烯和碳纳米管等。在不久的将来,这种材料可用作超级电容器的电极涂层:作为一种能够贮存极大量电能的电化学组件。
 
“我们的研究证明了废弃的烟蒂可以仅仅通过一步简单的工艺而转换成高性能的碳基材料,同时这也为满足社会原来越高的能源需求提供了一个绿色的解决方案。”该文章的共同作者,来自首尔大学的Jongheop Yi教授说道:“现在,许多国家都在制定严格的规章制度以避免每年数以亿计的有毒且难以降解的废弃烟蒂进入环境中,而我们研究出的新方法则是解决这个问题的方法之一”。
 
碳材料因其具有成本低、高比表面积、高导电性和长期稳定性等优点,在超级电容器中得到了广泛使用。目前,世界各地的科学家都在致力于研究如何提高超级电容器的某些特性且同时降低生产成本——例如如何提高它们的能量密度、功率密度和循环稳定性等。
 
在该项研究中,Yi教授及其同事表明:广泛存在于大量烟蒂内的醋酸纤维素纤维可以仅仅通过一步被称为热解的简单燃烧技术而转变成为一种碳基材料。这种碳基材料含有大量的微型孔,使其能够作为超级电容器中的高性能材料。“一种高性能的超级电容器材料应该具有一个很大的比表面积,而这能够通过在材料中引入大量的微型孔而实现,”Yi教授说道:“不同大小孔隙的组合确保了这种材料具有很高的功率密度,这是超级电容器最基本的一个特性”。
 
制备好之后,这种碳基材料被附着在一个电极上,并且在一个三电极体系中进行测试,以观察这种材料是否能够很好地吸收电解质离子(充电过程)然后释放出它们(放电过程)。测试结果显示这种材料相比于目前市场上可以买到的碳、石墨烯和碳纳米管材料,能够存贮更多的电能。“我们制备的碳基材料具有巨大的应用潜力,例如,可以用作锂离子电池的电极、燃料电池内的辅助催化剂和作为污染物吸附剂等,”Yi教授说道:“我们希望这项新技术最终能够减少由废弃烟蒂所带来的环境负担,同时能够降低制备高质量碳材料的成本”。
 
利用烟蒂控制登革热疾病
 
除了具有巨大的贮存能量的潜力,废弃的烟蒂在将来的某一天有可能被用于控制登革热——世界上最重要的通过蚊子传播的疾病之一。值得注意的是,烟蒂在制造过程中用上千种的化学药品浸渍过,其中绝大多数都是剧毒的,并且没有一种显示出能够抵制蚊子。一个研究小组在马来西亚、日本和泰国等地研究了烟蒂控制登革热的潜力。其研究成果发表在《热带学报》期刊上,该研究小组发现雌性蚊子通常更倾向于在含有烟蒂的环境中产卵。更为重要的是,该小组发现具有烟蒂废弃物的环境更利于蚊子的生育和延长其后代的寿命。



来源:材料与测试
译者:vince
译自phys.org

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