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香烟过滤嘴变身超级电容制造材料 |
来源:中国粉体技术网 更新时间:2014-08-11 11:38:38 浏览次数: |
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香烟过滤嘴
一组来自韩国的科学家已经将旧烟头转化成了一种高性能的材料,这种材料可以被集成到电脑、手持设备、电动汽车以及风力涡轮机中来进行能量存储。
2014年8月5日,研究人员在《纳米技术》这本杂志上展示了他们的研究成果,已经证明这种材料的卓越性能堪比市售的碳材料、石墨烯以及碳纳米管。
这种材料被期望用来涂覆超级电容器的电极—一种可存储极大电能的电化学元件—而这也为由香烟过滤嘴引起的日益增长的环境问题提供了解决办法。
据估计全球每年有5.6万亿根或者说766571公吨之多的香烟沉积到自然环境中去。
这项研究的共同作者,来自首尔国立大学的许钟毅教授说:“我们的研究表明可以用一步简单的办法将旧香烟过滤嘴转化成一种高效能的碳基材料,同时这种方法也为社会能源需求问题提供了一个绿色的解决办法。”
“许多国家都在制定严格的规定来避免每年数以万亿计的有毒及非生物降解的旧香烟过滤嘴被丢弃到环境中去—而我们的解决办法恰好就是实现这一目标的一种方法。”
碳由于它的低成本、高比表面积、强导电性和长期稳定性,成为组成超级电容器的最受欢迎的材料。
世界各地的科学家们目前正试图努力提高超级电容器的一些性能,比如能量密度、功率密度和循环稳定性同时也尝试降低产品成本。
在他们的研究中,研究员证明了香烟过滤嘴的主要组成醋酸纤维素纤维可以通过一种简单的称之为热分解法的方法被转化为碳基结构材料,此热分解过程是通过一步燃烧技术完成的。
通过燃烧所得到的碳基材料包括许多微小的孔隙,提高了超级电容器材料的性能。
许教授说:“高性能的超级电容器材料应该具有大的表面积,而这可以通过使材料中形成大量的小孔来实现。”
“不同孔径的组合保证了材料具有高的功率密度,这也是超级电容器能够快速充放电的基本属性。”
一旦制造完成,碳基结构材料将会附着在电极上并且通过三电极体系来进行测试,检验材料是否能很好的吸收电解质离子(充电)以及释放电解质离子(放电)。
据先前的研究报道,这种材料比市售的碳材料可以储存更多的电能,并且相比石墨和碳纳米管也有更高的储存能力。
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