“Erva daninha sinistra” nas baterias: cientistas do NUST “MISiS” testaram a pastinaga de vaca como um eletrodo de um supercapacitor

Hogweed, que cresceu em vastos territórios da Rússia, pode teoricamente ser usado como material para baterias. Cientistas do NUST “MISiS” investigaram as possibilidades de substâncias fibrosas nos caules de uma planta. Eles fizeram eletrodos - elementos de dispositivos capazes de armazenar energia. Foi provado experimentalmente que a capacidade dos dispositivos que trabalham "na pastinaca da vaca" não difere fundamentalmente da capacidade mostrada pelos materiais mais tradicionais.



Supercapacitores (SC), como todos sabem, são dispositivos para armazenar energia. Eles se distinguem das baterias recarregáveis ​​tradicionais por sua alta potência, longa vida útil e longa vida útil. Tais propriedades são parcialmente explicadas pelo fato de que os carbonos ativados com uma superfície porosa altamente desenvolvida atuam como material do eletrodo. Esses poros fornecem um aumento na área dos eletrodos, da qual depende diretamente a quantidade máxima da carga acumulada.

Agora, cientistas de diferentes países estão experimentando ativamente, tentando obter materiais de carbono para SC de vários materiais vegetais, especialmente de resíduos agrícolas - das cascas de coco, amêndoa e nozes, cascas restantes após o processamento das colheitas, etc.

Pesquisadores do NUST “MISiS” tentaram usar os caules da notória erva-húmida, a própria “erva sinistra”, que, segundo os jornalistas, logo escravizaria o planeta inteiro. Essas hastes consistem em casca dura e um núcleo interno macio, semelhante a uma esponja, formando uma estrutura porosa diversa. Esse projeto poderia ser eficaz para o uso de material de carbono como base dos eletrodos para SC.

Para transformar as hastes de hogweed em um material adequado, foi necessário encontrar a tecnologia ideal para seu processamento.



De talos secos de barras cortadas de hogweed com cerca de um centímetro de comprimento. Em seguida, para remover vários compostos inorgânicos contidos nas hastes, eles foram tratados com ácido clorídrico, lavados e secos. Para obter um material de carbono, as hastes esmagadas de hogweed foram saturadas com dióxido de carbono a uma temperatura de 400 ° C. Na etapa seguinte, o material resultante foi misturado com hidróxido de potássio e ativado, ou seja, os poros formados foram abertos em atmosfera de argônio a várias temperaturas.

O processamento do material de carbono inicial a uma temperatura de 900 ° C levou à formação de uma superfície com um grande número de poros de tamanho 2–4 nm.

"O principal parâmetro do supercapacitor é a capacidade, ou seja, uma medida da capacidade de acumular uma carga elétrica " , explicou Oleg Levin, professor associado do Departamento de Eletroquímica da Universidade Estadual de São Petersburgo . - A capacidade obtida em hastes de hogweed está no mesmo nível que outros materiais testados. Obviamente, ao usar, por exemplo, grafeno, será maior. No entanto, o uso de resíduos de plantas para a produção de carbono ativo em si é uma tendência global incondicional. Deste lado, este trabalho merece interesse.



Obviamente, não se deve levar esse estudo muito a sério - a hogweed era apenas um dos materiais testados e se enquadrava nesse grupo apenas para esclarecer o potencial de plantas com uma estrutura semelhante. Como enfatizou o chefe do trabalho, o diretor do Departamento de Química Física do NUST “MISiS”, Professor Mikhail Astakhov , é improvável que esse negócio venha a usar industrialmente os caules de Acerola na produção de eletrodos, já que o jogo não valerá a pena. Para obter matérias-primas, você terá que viajar pelo país, cortando os campos da hogweed e transportando a produção para a empresa, porque não é razoável criar áreas semeadas para as ervas daninhas. Além disso, mais cedo ou mais tarde, as reservas do hogweed “selvagem” se esgotarão, e a tecnologia criada para seu processamento simplesmente não será necessária a ninguém.

Apenas hogweed realmente escraviza a todos nós.

Então sim. Então as perspectivas se abrem.