Отчет появляется в журнале Electrochimica Acta. «Суперконденсаторы – устройства власти, очень похожие на наши батареи», заявил лидер исследования Цзюньхуа Цзян, главный инженер-исследователь в Иллинойсе Стабильный Технологический Центр в Университете Иллинойса. В то время как батареи полагаются на химические реакции произвести поддержанную электроэнергию, суперконденсаторы собирают заряженные ионы на своих электродах (в этом случае, биослучайная работа), и быстро выпускают те ионы во время выброса. Это позволяет им поставлять энергию короче говоря, сильные взрывы – во время вспышки камеры, например, или в ответ на максимальный спрос на энергетической сетке, сказал Цзян.
«Суперконденсаторы идеальны для заявлений, нуждающихся в мгновенной власти, и могут даже обеспечить постоянную власть – как батареи, но по более низкой цене», сказал он. Они полезны в транспортировке, электронике и аккумулировании энергии солнечной и ветровой энергии и распределении.Многие сегодняшние суперконденсаторы используют активированный уголь – обычно из источника ископаемого топлива, сказал Цзян.
«Дорогостоящие и сложные процедуры обычно используются, чтобы развивать микроструктуры углерода – чтобы увеличить число пор и оптимизировать сеть поры», сказал он. «Это увеличивает площадь поверхности электрода и способности пор быстро захватить и выпустить ионы».В суперконденсаторах деревянной биослучайной работы естественная структура поры леса служит поверхностью электрода, избавляя от необходимости продвинутые методы изготовить тщательно продуманную структуру поры. Деревянная биослучайная работа произведена, нагрев древесину в низком кислороде.
Размеры поры и конфигурации в некоторых лесах идеальны для быстрого транспорта ионов, сказал Цзян. Новое исследование использовало виргинский можжевельник, но несколько других лесов, таких как клен и вишня также работают хорошо.
Дорогие и коррозийные химикаты часто используются, чтобы подготовить активированный уголь, используемый в суперконденсаторах, давая электродам физические и химические свойства, они должны функционировать хорошо, сказал Цзян.«Использование тех химикатов, вероятно, наложит некоторые воздействия на окружающую среду», сказал он. «Этого нужно избежать или по крайней мере существенно уменьшить».Цзян и его команда активировали их биослучайную работу умеренной азотной кислотой, которая смыла пепел (карбонат кальция, карбонат калия и другие примеси) в биослучайной работе. У побочного продукта этого процесса есть выгодное использование, Цзян сказал: получающийся раствор комплексов нитрата может использоваться в качестве удобрения.
Эти простые подходы существенно сокращают издержки на материалы и затраты на охрану окружающей среды собирающихся суперконденсаторов.«Затраты на материалы производства суперконденсаторов деревянной биослучайной работы пять к в 10 раз ниже, чем связанные с активированным углем», сказал Цзян.
И когда суперконденсатор биослучайной работы достиг конца своего срока полезного использования, электроды могут сокрушаться и использоваться в качестве органического удобрения, которое увеличивает изобилие.«Исполнение наших материалов биослучайной работы сопоставимо с исполнением сегодняшних продвинутых углеродных материалов, включая углеродные нанотрубки и графены», сказал Цзян. «Мы можем достигнуть сопоставимой работы с намного меньшим количеством стоимости и вероятно намного более низких затрат на охрану окружающей среды».