鸡脂肪超级电容器可以储存未来的绿色能源

研究人员测试了一种回收生物废料的惊人新方法。
Chicken looking at camera against black background
通过燃烧提取的鸡脂肪产生的烟灰可以制成超级电容器。Deposit Photos

社会向可再生能源转型至关重要,但这并非易事,不能仅仅是将化石燃料替换为太阳能电池板。为了确保其效率最大化,电力基础设施需要强大的电池来可靠地储存多余产生的能源以供以后使用。由于碳材料天然丰富且效率高,因此在储能设备中越来越广泛地使用,但石墨烯的制造成本高昂且污染严重。但碳可以从其他来源获得——如果你能忍受的话。

根据发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上的一项新研究,韩国岭南大学的化学工程师们想知道养鸡业产生的海量生物废料是否可以得到有效利用。在燃气喷枪的帮助下,该团队将生鸡脂肪转化为易燃油。然后,他们像油灯一样,用灯芯将液体燃烧,并收集了悬挂在火焰上方的烧瓶底部的烟灰。

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收集烟灰后,研究人员用电子显微镜检查了残留物,发现其呈现出基于碳的纳米结构(CNOs),排列成“均匀的球状晶格,由同心石墨环组成,就像洋葱的层次一样。” 随后用硫脲化学溶液处理这种碳,增强了其导电性能,使其进一步为应力测试做好准备。

在完成鸡脂肪 CNOs 的收集和强化后,研究人员将这些纳米颗粒组装成不对称超级电容器的负极。超级电容器通常在电解电容器和充电电池之间充当桥梁,常见于火车、电梯以及混合动力和电动汽车。它们在再生制动中特别有用,再生制动是一种将动能或势能转化为另一种形式以便以后用作推进力的过程。

化学工程师们连接了一对生物废料超级电容器,成功为红、绿、蓝 LED 供电。根据他们的研究,鸡脂肪超级电容器显示出令人印象深刻的耐用性、能量和功率密度以及电容(储存电荷的能力)。详细测量显示出 32.8 Wh/kg 的高能量性能——作为参考,特斯拉电动汽车的电池的能量密度为 254 Wh/kg,而市面上最好的超级电容器平均约为 47 Wh/kg。该鸡脂肪生物废料阵列在 5,000 次循环后仍保持 97% 的电容保持率。

研究人员认为,他们的概念验证项目凸显了将通常被丢弃的生物废料回收利用到“更绿色的绿色能源”系统中的巨大潜力,这些系统“可能为生产廉价、具有产业革命意义的储能设备打开大门”。

 

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