电池中的“有害杂草”:NUST“ MISiS”的科学家测试了牛防风草作为超级电容器的电极

霍格威德(Hogweed)在俄罗斯广阔的领土上生长,理论上可以用作电池的材料。 来自NUST“ MISiS”的科学家研究了植物茎中纤维状物质的可能性。 他们制造了电极-能够存储能量的设备的元件。 实验证明,“在欧洲防风草上”工作的设备的能力与传统材料所显示的能力没有根本区别。

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众所周知,超级电容器(SC)是用于存储能量的设备。 它们与传统可充电电池的不同之处在于它们的高功率,较长的保质期和较长的使用寿命。 这种特性部分地由以下事实解释:具有高度发达的多孔表面的活性炭充当电极材料。 这些孔增加了电极的面积,累积电荷的最大量直接取决于电极的面积。

现在,来自不同国家的科学家正在积极地尝试,试图从各种植物材料中,特别是从农业废料中获得碳SC的碳材料,这些材料是椰子,杏仁和核桃的壳,农作物加工后残留的果壳等。

来自NUST“ MISiS”的研究人员试图使用臭名昭著的猪草的茎-非常“阴险的杂草”,据记者称,这种草很快将奴役整个星球。 这些茎由硬树皮和柔软的内核组成,类似于海绵,形成各种多孔结构。 这种设计对于将碳材料用作SC电极的基础可能是有效的。

为了将猪草茎制成合适的材料,有必要找到对其进行加工的最佳技术。

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从猪草干茎上切下约一厘米长的条。 然后,为了除去茎中所含的各种无机化合物,将它们用盐酸处理,洗涤并干燥。 为了获得碳素材料,在400°C的温度下用二氧化碳饱和碎的猪草秸秆。 在下一步骤中,将所得材料与氢氧化钾混合并活化,即,在氩气气氛中于各种温度下打开形成的孔。

在900°C的温度下加工起始碳材料会导致形成带有大量2–4 nm孔的表面。

圣彼得堡国立大学电化学系副教授奥列格·莱文(Oleg Levin)解释说:“超级电容器的主要参数是容量,即电荷累积能力的量度 。” - 在猪草茎上获得的能力与其他测试材料处于同一水平。 当然,当使用例如石墨烯时,它将更高。 但是,使用植物废料本身生产活性炭是全球无条件的趋势。 从这一方面来说,这项工作值得关注。

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当然,不应该太认真地进行这项研究-猪草只是被测试的材料之一,而落入这一组只是为了阐明具有相似结构的植物的潜力。 作为这项工作的负责人,NUST“ MISiS”教授Mikhail Astakhov的物理化学系负责人强调说,这项业务不太可能用于将越橘秸秆用于电极生产的工业用途,因为这场比赛不值钱。 为了获得原材料,您将不得不在全国范围内旅行,砍伐猪草田,并将生产运输到企业,因为创建杂草播种区是不合理的。 而且,迟早“野生”猪草的储备将用尽,任何人都根本不需要用于其加工的技术。

只有猪草才真正奴役我们所有人。

那是 然后前景开辟了。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN469817/


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