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韓國(guó)科學(xué)家將香煙過(guò)濾嘴用作超級(jí)電容制造材料
來(lái)源： 中國(guó)科技新聞網(wǎng)
作者：產(chǎn)學(xué)研科技成果轉(zhuǎn)化中心
日期：
2014-08-19
街頭隨處可見(jiàn)的煙頭在不少人看來(lái)只是礙眼的垃圾，但一組韓國(guó)的科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)了它們的價(jià)值——將其變成了制造超級(jí)電容的原材料。研究人員發(fā)現(xiàn)，這沒(méi)人待 見(jiàn)的“煙屁股”雖然“出身卑微”，卻能為超級(jí)電容的性能帶來(lái)大幅度的提升。這一點(diǎn)就算是材料界的“當(dāng)紅明星”石墨烯和碳納米管也只能自嘆不如。相關(guān)論文發(fā) 表在8月5日出版的《納米技術(shù)》雜志上。
據(jù)估計(jì)，全球每年會(huì)產(chǎn)生大約5.6萬(wàn)億個(gè)煙蒂，總重量達(dá)766571噸。許多國(guó)家都正在制定 嚴(yán)格的規(guī)定，希望減少由此帶來(lái)的污染和火災(zāi)隱患。而新研究不但能夠以綠色環(huán)保的方式對(duì)這些煙頭進(jìn)行無(wú)害化處理，還能將其轉(zhuǎn)化為能夠存儲(chǔ)能量的高性能材料，在計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備、電動(dòng)汽車和風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)上獲得應(yīng)用。
物理學(xué)家組織網(wǎng)8月6日的報(bào)道稱，這個(gè)由韓國(guó)首爾大學(xué)的科學(xué)家組成的研究 團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，香煙過(guò)濾嘴大部分是由醋酸纖維素纖維制成，而這種物質(zhì)能夠通過(guò)一步簡(jiǎn)單的燃燒分解法轉(zhuǎn)化為碳基材料。經(jīng)過(guò)處理，由香煙過(guò)濾嘴所制成的碳基材料表面布滿了微小的孔隙，對(duì)制造超級(jí)電容而言，這種結(jié)構(gòu)的材料尤其難能可貴。一個(gè)高性能的超級(jí)電容材料必須具備較大的反應(yīng)面積，而這種布滿微小孔隙的碳基材料 正好能夠滿足這一條件。不同孔徑的組合能夠確保由該材料制成的超級(jí)電容具有較高的功率密度，能夠讓超級(jí)電容具備快速充電的能力。
研究 人員稱，因成本低、表面積大、導(dǎo)電性和穩(wěn)定性好，碳是制造超級(jí)電容常用的一種原料。世界各地的科學(xué)家正在努力提高超級(jí)電容的能量密度和功率密度，以及循環(huán)使用壽命、穩(wěn)定性等性能，同時(shí)還試圖進(jìn)一步降低其生產(chǎn)成本。新研究只需一個(gè)簡(jiǎn)單的步驟就能將香煙過(guò)濾嘴轉(zhuǎn)化為高性能的碳基材料，在解決環(huán)境污染的同時(shí)，滿 足社會(huì)對(duì)能源的需求。
實(shí)驗(yàn)顯示，這種碳基材料所制成的電極能夠很好地吸附和釋放電荷。此外，還具備較高的容量。由于具有獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)，在用于制造超級(jí)電容時(shí)，其性能表現(xiàn)甚至優(yōu)于同為碳系的石墨烯和碳納米管。
據(jù)估計(jì)，全球每年會(huì)產(chǎn)生大約5.6萬(wàn)億個(gè)煙蒂，總重量達(dá)766571噸。許多國(guó)家都正在制定 嚴(yán)格的規(guī)定，希望減少由此帶來(lái)的污染和火災(zāi)隱患。而新研究不但能夠以綠色環(huán)保的方式對(duì)這些煙頭進(jìn)行無(wú)害化處理，還能將其轉(zhuǎn)化為能夠存儲(chǔ)能量的高性能材料，在計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備、電動(dòng)汽車和風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)上獲得應(yīng)用。
物理學(xué)家組織網(wǎng)8月6日的報(bào)道稱，這個(gè)由韓國(guó)首爾大學(xué)的科學(xué)家組成的研究 團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，香煙過(guò)濾嘴大部分是由醋酸纖維素纖維制成，而這種物質(zhì)能夠通過(guò)一步簡(jiǎn)單的燃燒分解法轉(zhuǎn)化為碳基材料。經(jīng)過(guò)處理，由香煙過(guò)濾嘴所制成的碳基材料表面布滿了微小的孔隙，對(duì)制造超級(jí)電容而言，這種結(jié)構(gòu)的材料尤其難能可貴。一個(gè)高性能的超級(jí)電容材料必須具備較大的反應(yīng)面積，而這種布滿微小孔隙的碳基材料 正好能夠滿足這一條件。不同孔徑的組合能夠確保由該材料制成的超級(jí)電容具有較高的功率密度，能夠讓超級(jí)電容具備快速充電的能力。
研究 人員稱，因成本低、表面積大、導(dǎo)電性和穩(wěn)定性好，碳是制造超級(jí)電容常用的一種原料。世界各地的科學(xué)家正在努力提高超級(jí)電容的能量密度和功率密度，以及循環(huán)使用壽命、穩(wěn)定性等性能，同時(shí)還試圖進(jìn)一步降低其生產(chǎn)成本。新研究只需一個(gè)簡(jiǎn)單的步驟就能將香煙過(guò)濾嘴轉(zhuǎn)化為高性能的碳基材料，在解決環(huán)境污染的同時(shí)，滿 足社會(huì)對(duì)能源的需求。
實(shí)驗(yàn)顯示，這種碳基材料所制成的電極能夠很好地吸附和釋放電荷。此外，還具備較高的容量。由于具有獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)，在用于制造超級(jí)電容時(shí)，其性能表現(xiàn)甚至優(yōu)于同為碳系的石墨烯和碳納米管。
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