Sigara izmaritleri enerji depolama malzemesine dönüştürüldü

HABER MERKEZİ -Çevre kirliliğinin en yaygın nedenlerinden biri olan ve ülkemizde de büyük bir yoğunluğu bulunan sigara izmaritleri, yıllarca doğada çözünmeden kalabilen ve toprağa ağır metaller sızdırabilen tehlikeli atıklar arasında yer alıyor. Büyük oranda selüloz asetat adlı plastik bir malzemeden oluşan bu atıklar, Çinli bilim insanları sayesinde enerji teknolojileri için değerli bir hammaddeye dönüşebilir.

Henan Üniversitesi’nden Leichang Cao liderliğindeki araştırma ekibi, sigara izmaritlerini “ileri düzey nanoporlu karbon elektrotlara” dönüştürerek süperkapasitörlerde kullanılabilir hale getirdi. Araştırmacılar, 29 Ocak’ta yayımladıkları açıklamada, ortaya çıkan malzemenin hem yüksek enerji ve güç yoğunluğu sunduğunu hem de uzun vadede son derece kararlı bir yapı sergilediğini vurguladı. Bu sayede çalışma, çevresel temizlik ile teknolojik değeri bir araya getiren nadir örneklerden biri olarak öne çıkıyor.

SİGARA ATIKLARI İÇİN BÜYÜK BİR ÇÖZÜM OLABİLİR

Ekip, izmaritleri dönüştürmek için “hidrotermal karbonizasyon” ve ardından piroliz adı verilen özel bir işlem uyguladı. Bu süreçte atıklar yaklaşık 700 dereceye kadar ısıtıldı ve kimyasal bir aşındırıcıyla işlendi. Ortaya çıkan yoğun karbon yapılar, adeta patlamış mısır gibi açılarak üç boyutlu, bal peteğini andıran mikroskobik bir yapıya dönüştü. Bu yapı, son derece geniş bir yüzey alanı sağlayarak enerji depolama kapasitesini ciddi şekilde artırdı.

Ayrıca malzemeye azot ve oksijen katkısı yapılması, elektrik iletkenliğini güçlendirdi. Bu sayede geliştirilen elektrotlar, oldukça yüksek bir özgül kapasitans değerine ulaştı. Yapılan testlerde, malzemenin 10 bin şarj - deşarj döngüsünden sonra bile kapasitesinin yüzde 95’inden fazlasını koruduğu görüldü. Bu dayanıklılık, klasik bataryalara kıyasla çok daha uzun ömürlü bir yapı anlamına geliyor.

Araştırma sonuçlarına göre geliştirilen CNPB-700-4 adlı karbon malzeme, 1 A/g akım yoğunluğunda gram başına yaklaşık 345 farad kapasitans sunarak dikkat çekici bir performans sergiliyor. Aynı zamanda düşük iç direnç ve yüksek hızda çalışma kabiliyetiyle de öne çıkıyor. Bu özellikler, söz konusu elektrotların ticari muadilleriyle rahatlıkla rekabet edebileceğini gösteriyor.

Ay'a gidecek Artemis 2 için kritik hafta sonu: Soğuk hava tehlikesi kapıda

Çalışma, enerji depolama alanında süperkapasitörlerin giderek daha fazla önem kazandığı bir dönemde büyük önem taşıyor. Akıllı telefonlarda da kullanılan Lityum iyon pillerin aksine, süperkapasitörler çok daha hızlı şarj olabiliyor ve daha uzun kullanım ömrü sunuyor. Başarılarının temelinde ise elektrotların yüzey alanı ve iletkenliği yatıyor. Sigara izmaritlerinden elde edilen bu yeni karbon yapı, iyonların çok hızlı hareket etmesine imkân tanıyarak bu alanda önemli bir avantaj sağlıyor.

Araştırmacılar, bu yöntemin sadece atık miktarını azaltmakla kalmayıp, aynı zamanda enerji şebekelerinin dengelenmesi, elektrikli araçlarda rejeneratif frenleme sistemlerinin desteklenmesi ve taşınabilir elektronik cihazların beslenmesi gibi alanlarda da kullanılabileceğini belirtiyor.

Bilgi için teşekkürler.