Главная » Новости электроники
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Ученые используют лесные отходы для разработки более дешевых и экологических суперконденсаторов

Группа исследователей сообщила, что древесно-биоугольные суперконденсаторы вырабатывают больше энергии, по сравнению с современными суперконденсаторами на основе активированного угля, имеют меньшую стоимость, а также образуют экологически чистые побочные продукты в процессе производства.

“Суперконденсаторы представляют собой энергетические устройства, очень схожие с аккумуляторами”, заявил старший научный сотрудник технического центра при Университете штата Иллинойс Чжунхуа Чжанг (Junhua Jiang).

В то время как работа аккумуляторов основана на химических реакциях для выработки постоянной электрической энергии, суперконденсаторы собирают заряженные ионы на своих электродах (в данном случае, из биоугля), и быстро высвобождают эти ионы во время разряда. Это позволяет им подавать энергию короткими, мощными всплесками – например, во время срабатывания фотовспышки или в ответ на пиковые потребления в энергосистеме.

“Суперконденсаторы являются идеальным средством для приложений, нуждающихся в постоянном источнике энергии, а также могут обеспечивать постоянную мощность – как аккумуляторы, но за меньшую стоимость”, сказал Чжанг. Они полезны в транспорте, электронике, и устройствах хранения и передачи солнечной и ветряной энергии.

Многие современные суперконденсаторы используют активированный уголь, который обычно изготавливается из источников ископаемого топлива.

“Для разработки микроструктур углерода используют дорогостоящие и сложные процедуры – для увеличения количества пор и оптимизации их сети”, сказал Чжанг. “Это увеличивает площадь поверхности электрода и способность пор быстро захватывать и высвобождать ионы”.

В древесно-биоугольных суперконденсаторах, естественная древесная пористая структура служит как поверхность электрода, исключая необходимость использования передовых технологий для изготовления сложной пористой структуры. Древесный биоуголь изготавливается путем нагрева древесины в среде с низким уровнем кислорода.

Размер пор и их размещение в некоторых породах древесины является идеальным средством для быстрого перемещения ионов, заявил Чжанг. В новом исследовании использовали можжевельник виргинский, однако некоторые другие породы, такие как клен и вишня, также пригодны для этого.

Для подготовки активированного угля, используемого в суперконденсаторах, часто применяются дорогие и коррозионно-активные химические вещества, обеспечивая электродам физические и химические свойства, необходимые для правильного функционирования.

“Использование подобных химических веществ наносит огромный вред окружающей среде”, заявил Чжанг. “Поэтому следует избегать или значительно снизить их использование”.

Чжанг и его команда активируют биоуголь с помощью азотной кислоты с умеренной концентрацией, которая смывает пепел (карбонат кальция, карбонат калия и другие примеси) в биоугле. Побочный продукт данного процесса имеет полезное применение – результирующий раствор солей азотной кислоты можно использовать как удобрение.

Данные подходы значительно сократят материальные и экологические затраты при сборке суперконденсаторов.

“Стоимость материалов при изготовлении древесно-биоугольных суперконденсаторов в 5-10 раз меньше, по сравнению с активированным углем”. А когда суперконденсатор на основе биоугля достигает конца срока эксплуатации, его электроды могут быть размолоты и использоваться как грунт органического происхождения, который увеличивает плодородие.

“Эффективность наших материалов на основе биоугля сопоставима с эффективностью современных улучшенных углеродных материалов, таких как углеродные нанотрубки и графен” заявил Чжанг. Мы можем достичь подобной эффективности с меньшими общими затратами и значительно меньшими затратами, связанными с охраной окружающей среды”.

Источник новости

Теги:

topa_biser Опубликована: 02.11.2013 0 0

Комментарии (0) | Подписаться

Статью еще никто не комментировал. Вы можете стать первым.
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?

Тестер ESR, полупроводников, резисторов, индуктивностей
Тестер ESR, полупроводников, резисторов, индуктивностей
Raspberry Pi 2 Металлоискатель MD3010II
вверх