Китайские ученые превратили опавшие листья в суперконденсатор

Источник фото: https://www.sciencedaily.com

Китайские исследователи придумали способ переработки опавших листьев в материал для «зеленой» электроники.

На обочинах у большинство дорог на севере Китая часто произрастают адамовы деревья (павловнии). Осенью они дает много листвы, которую зимой обычно сжигают, и это еще больше усугубляет проблему загрязнения воздуха в стране. Однако ученые нашли способ убить двух зайцев сразу: органический материал (листву) можно переработать в пористый углерод, который затем может быть использован в производстве высокотехнологичной электроники.

Исследователи из Технологического университета Килу (Китай) во главе с  Хунфэн Ма использовали многостадийный, но достаточно простой процесс переработки листьев в материал для создания электродов. Технология заключается в следующем: сперва листья высушивают, измельчают в порошок, затем нагревают до температуры 220°С на протяжении 12 часов. Так получаются микрогранулы из углерода, которые потом нагревают в растворе щелочи скачками с 450 до 800°С.

На фото: изображение пористых углеродных микросфер, полученное с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ)

Дело в том, что щелочь разъедает поверхность микросфер, и получаются сверхпористые углеродные комочки. Конечный продукт в виде черного углеродного порошка вследствие своей крайне высокой пористости имеет превосходные проводящие свойства. Так, в серии лабораторных испытаний ученые определили, что полученный порошок является суперконденсатором, свойства которого в три раза превышают по возможностям свойства некоторых графеновых суперконденсаторов. Это очень важно для свойств хранения энергии в электрических устройствах.

Помимо листьев, команде ученых также удалось успешно преобразовать в пористый углерод картофельные отходы, кукурузную и рисовую солому, сосновую древесину и другие сельхозотходы. Но лучшим по качеству оказался углерод из листьев адамова дерева.