Ελένη Πανταζή
Κι όμως, επιστήμονες από τη Κίνα κατάφεραν να βρουν τον τρόπο τα αποτσίγαρα να μη καταλήγουν στα σκουπίδια αλλά να μετατρέπονται σε υπερμπαταρίες.
Κανείς δε θα πίστευε ότι τα αποτσίγαρα, που καταλήγουν στα σκουπίδια και για χρόνια μολύνουν το περιβάλλον, θα μπορούσαν να καταλήξουν σε υπερμπαταρίες. Επιστήμονες από τη Κίνα κατάφεραν να μετατρέψουν το πιο άχρηστο πράγμα του πλανήτη…σε δώρο για την ανθρωπότητα.
Φυσικά, τα αποτσίγαρα αποτελούν ένα σημαντικό πρόβλημα για το περιβάλλον. Ωστόσο, ερευνητές έχουν βρει τον τρόπο να τα μετατρέψουν σε εξαρτήματα υψηλής απόδοσης για την αποθήκευση βιώσιμης ενέργειας. Κατασκευασμένα κυρίως από οξική κυτταρίνη – έναν τύπο πλαστικού – τα αποτσίγαρα υποδομούνται εξαιρετικά αργά και απελευθερώνουν βαρέα μέταλλα στο έδαφος και στο νερό.
Όμως, αυτό το ίδιο πολυμερές υλικό που τα καθιστά ρυπογόνα, φαίνεται να τα μετατρέπει και σε πολύτιμη πρώτη ύλη για νέες ενεργειακές τεχνολογίες, αναφέρει το Interesting Engineering. Ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο Henan στην Κίνα ανακοίνωσε ότι κατάφερε να μετατρέψει αποτσίγαρα σε προηγμένα νανοπορώδη ηλεκτρόδια.
Έτσι, για υπερπυκνωτές, συσκευές αποθήκευσης ενέργειας που θεωρούνται συμπληρωματικές ή εναλλακτικές στις συμβατικές μπαταρίες λιθίου. Αξίζει να σημειωθεί ότι η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Energy & Environment Nexus, δείχνει πώς ένα επικίνδυνο απόβλητο μπορεί να μετατραπεί σε υλικό υψηλής τεχνολογικής αξίας.
Η διαδικασία μετατροπής
Ενώ οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια διαδικασία γνωστή ως υδροθερμική ανθρακοποίηση για να μετατρέψουν τα αποτσίγαρα σε ιεραρχικά νανοπορώδη βιοκάρβουνα (CNPBs) με πρόσμιξη αζώτου και οξυγόνου (N,O). Με τη θέρμανση του υλικού στους 700 βαθμούς Κελσίου και με χημική χάραξη, οι επιστήμονες άνοιξαν τις συμπαγείς σφαίρες άνθρακα σαν ποπ κορν.
Φυσικά, αυτό δημιούργησε ένα τρισδιάστατο μικροσκοπικό πλέγμα σαν κηρήθρα, αρχιτεκτονική που προσφέρει τεράστια επιφάνεια, βασικό στοιχείο για την αποθήκευση ηλεκτρικού φορτίου σε υπερπυκνωτές. Η προσθήκη αζώτου και οξυγόνου στο υλικό βελτίωσε την ηλεκτρική αγωγιμότητα, οδηγώντας σε υψηλή ειδική χωρητικότητα.
Ενώ σε δοκιμές, τα ηλεκτρόδια πέτυχαν τιμές περίπου 345 farad ανά γραμμάριο, ενώ διατήρησαν πάνω από το 95% της αρχικής τους απόδοσης ακόμη και μετά από 10.000 κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης. Η ανθεκτικότητα αυτή θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική, καθώς οι συμβατικές μπαταρίες χάνουν σταδιακά την απόδοσή τους μετά από σχετικά μικρό αριθμό κύκλων.
Υπερπυκνωτές και μπαταρίες λιθίου
Αξίζει να σημειωθεί ότι οι υπερπυκνωτές αποθηκεύουν ενέργεια μέσω ηλεκτροστατικού φορτίου και μπορούν να φορτίζονται πολύ ταχύτερα από τις μπαταρίες λιθίου, ενώ εμφανίζουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Η απόδοσή τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το υλικό των ηλεκτροδίων, ειδικά από την επιφάνεια και την αγωγιμότητά τους. Το νέο υλικό από αποτσίγαρα, με την εκτεταμένη νανοδομή του, επιτρέπει στα ιόντα να κινούνται ταχύτερα, βελτιώνοντας την ενεργειακή πυκνότητα και την ισχύ.
Ενώ η αξιοποίηση των αποτσίγαρων ως πρώτης ύλης προσφέρει διπλό όφελος: περιορίζει την περιβαλλοντική ρύπανση και παράλληλα δημιουργεί χαμηλού κόστους υλικά για βιώσιμες ενεργειακές εφαρμογές. Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο έλεγχος της χημικής επεξεργασίας επιτρέπει την παραγωγή ηλεκτροδίων που μπορούν να ανταγωνιστούν ή και να ξεπεράσουν ακριβότερες εμπορικές λύσεις.
Δείτε ακόμη: Κορονοϊός των σκύλων και ιός της γρίπης D: Οι επιστήμονες φοβούνται για νέα πανδημία
Τέλος, οι ανακυκλωμένοι υπερπυκνωτές θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν σε εφαρμογές που απαιτούν γρήγορη φόρτιση και υψηλή ισχύ, όπως η σταθεροποίηση ηλεκτρικών δικτύων, η ενίσχυση της ανάκτησης ενέργειας στα ηλεκτρικά οχήματα και η τροφοδοσία φορητών συσκευών. Το παράδειγμα αυτό δείχνει πώς ένα ευρέως διαδεδομένο τοξικό απόβλητο μπορεί να μετατραπεί σε πολύτιμο πόρο για την ενεργειακή μετάβαση και τις τεχνολογίες του μέλλοντος.
Αν σας φάνηκε ενδιαφέρον δείτε και Ανθρώπινη αναπαραγωγή στο διάστημα: Η νέα πρόκληση της επιστήμης
Σχετικά άρθρα:
- Γιατί κάθε χρόνο τον Χειμώνα κάνει όλο και λιγότερο κρύο; Οι επιστήμονες κρούουν τον κώδωνα του κινδύνου
- Εξαφανισμένο είδος γάτας επιστρέφει μετά από δεκαετίες και οι επιστήμονες προειδοποιούν για απρόβλεπτες συνέπειες στο οικοσύστημα
- Το μυστηριώδες νέφος που ανακαλύφθηκε από τους επιστήμονες στο διάστημα δίνει απαντήσεις για το μέλλον της Γης.