Осенняя электроника: опавшие листья превратят в органические конденсаторы

Пожалуй, одна из самых актуальный осенних проблем – опадающие листья, которые во многих странах просто сжигают. Однако им можно найти более полезное применение, уверены исследователи.

Ранее, напомним, мы рассказывали о том, как учёные использовали листья деревьев для создания экологически чистых батарей. Теперь же китайские специалисты придумали ещё один способ полезной переработки опадающих листьев.

Проблема для Поднебесной актуальна как никогда: большинство городов и так задыхаются от смога, а осенью приходится ещё и сжигать сухие листья. Только в Пекине ежегодно сгорает около двух миллионов тонн опавших листьев. Теперь же, благодаря новому методу переработки, этот органический мусор обретёт новую жизнь в виде устройств для хранения энергии.

Команда использовала для работы листья растения под названием павловния (или адамово дерево). Многоступенчатый, но довольно простой процесс переработки позволил создать из них так называемые органические конденсаторы.

Сперва высушенные листья измельчаются и нагреваются до 220 градусов по Цельсию в течение 12 часов. В результате получается порошок из крошечных углеродных микросфер. Далее эти микросферы обрабатываются раствором гидроксида калия и вновь нагреваются до температур от 450 до 800 градусов по Цельсию (температура повышается резкими скачками).

Как поясняют исследователи, подобная обработка корродирует поверхность углеродных микросфер, делая их пористыми. Множество мелких пор увеличивают площадь поверхности микросфер, что улучшает электрические свойства конденсаторов из этого углеродного порошка.

Авторы работы провели также серию стандартных электрохимических испытаний, чтобы оценить потенциал использования нового материала в электронных устройствах. Оказалось, что новое вещество является хорошим конденсатором с удельной ёмкостью 367 фарад на грамм (это в три раза выше, чем у некоторых конденсаторов из графена).

Эксперты отмечают, что новый материал, полученный из опавших листьев, имеет большие перспективы, особенно в сфере компьютерных технологий и транспорта (в частности, он пригодится при создании электрокаров или гибридных транспортных средств).

Учёные планируют усовершенствовать электрохимические свойства пористых углеродных материалов при помощи лигирования (добавления примесей).

Кстати, свою технологию переработки лиственной биомассы команда решила опробовать и на других отходах – картофельных очистках, соломе из рисовых и кукурузных растений и других сельскохозяйственных отходах.

Более подробное описание разработки содержится в статье, опубликованной в издании Journal of Renewable and Sustainable Energy.