Исследователи создали технологию переработки сигаретных фильтров в электроды. Новый материал выделяется высокой емкостью и устойчивостью.
Китайские ученые разработали метод, позволяющий преобразовывать сигаретные окурки в эффективные устройства для накопления энергии. Команда университета Хэнань под руководством Лейчана Цао создала технологию, которая позволяет превращать вредные отходы в электроды для суперконденсаторов — устройств, способных быстро заряжаться и отдавать энергию. Работы были опубликованы в журнале Energy & Environment Nexus.
Фильтры сигарет выполнены из ацетата целлюлозы — вида пластика, который разлагается в течение многих лет и вредит почве тяжелыми металлами. Однако ученых заинтересовала структура этого материала. Она оказалась идеальной для создания пористого углерода с высокой поверхностью, что является ключевым фактором для эффективного хранения энергии.
Ученые применили метод гидротермальной карбонизации: они нагрели окурки до 700 °C с добавлением специального химического реагента. Плотные углеродные структуры «раскрылись» и превратились в микроскопическую сетку, схожую с сотами. Дополнительное введение азота и кислорода повысило проводимость полученного материала. В результате был получен углерод с порами различных размеров, что дало возможность ионам свободно перемещаться внутри структуры.
Эти электроды продемонстрировали отличные показатели: их удельная емкость составила 344,91 Ф/г при токе 1 А/г. Главное — долговечность: после 10 тыс. циклов зарядки и разрядки материал сохранил более 95 % своей первоначальной емкости. В отличие от этого, аккумулятор смартфона теряет свои свойства уже через год-два активного использования. Низкое внутреннее сопротивление позволяет энергии быстро и без потерь проходить через материал.
