超級電容器是儲能設備，它們與傳統電池的區別在于其高功率，長(cháng)保質(zhì)期和長(cháng)使用壽命。這些特性部分是因為其具有大量不同尺寸的孔洞表面的活性炭充當電極材料。
來(lái)自NUSTMISIS的科學(xué)家們已經(jīng)研究了利用植物莖中纖維物質(zhì)的可能性。他們把它們變成了電極-能夠儲存能量的元件。實(shí)驗證明，這種經(jīng)過(guò)處理的材料可以在不影響質(zhì)量的情況下成功替代傳統能源。
這些孔使得電極的面積增加，累積電荷的最大量直接取決于該面積?？茖W(xué)家們目前正在嘗試從各種植物原料中獲取碳材料，特別是來(lái)自農業(yè)廢棄物-來(lái)自椰子、杏仁和核桃殼，谷物加工后留下的稻殼等。
研究人員已經(jīng)提出，在大豬草的莖中可以找到最佳的電極特性材料。它們由堅固的皮和柔軟的內核組成，類(lèi)似于海綿，形成多樣化的多孔結構。該結構對于使用碳材料作為超級電容器的電極基礎是有效的。為了將大豬草的莖稈轉變成適合用作電極的材料，有必要為它們找到最佳的加工技術(shù)。
將大豬草的干莖切成約一厘米長(cháng)的條。然后，為了除去莖中含有的各種無(wú)機化合物，將它們用鹽酸處理，洗滌并干燥。為了獲得碳材料，在400℃的溫度下用二氧化碳使壓碎的大豬草莖飽和。在下一階段，將所得材料與氫氧化鉀混合并活化，即在氬氣中打開(kāi)那些孔。
然后在900℃的溫度下加工成主要的碳材料，最終形成具有2-4nm大小的孔的表面。
“超級電容器的主要參數是容量，這意味著(zhù)衡量電荷累積的能力，”圣彼得堡國立大學(xué)電化學(xué)系副教授OlegLevin解釋說(shuō)。-從大豬草莖中獲得的能力與其他材料獲得的水平相同。當然，當使用石墨烯時(shí)，它會(huì )更高。但是，使用植物廢料生產(chǎn)活性炭毫無(wú)疑問(wèn)是全球性的。從這個(gè)角度來(lái)看，科學(xué)家們的工作前途無(wú)量，值得關(guān)注。”
然而，該項目的負責人，NUSTMISIS物理化學(xué)系主任米哈伊爾·阿斯塔霍夫教授強調，使用大豬草莖進(jìn)行電極生產(chǎn)可能會(huì )遇到很大困難。事實(shí)上，為了獲得原材料，您將不得不在全國各地旅行，砍伐并將其運到工廠(chǎng)中，因為為這種危險的野生植物建立播種區域是不合理的。“野生”大豬草的儲備可能會(huì )很低。
另一方面，目前，擁有強大繁殖力的大豬草所覆蓋的區域抑制了落入土壤的其他植物種子的發(fā)育。
閱讀延伸：
巨型豬草（學(xué)名：Heracleummantegazzianum），又名大豬草。巨型多年生植物，植株高2-5米，有時(shí)能達到7米。因其地域侵略性和對人體的危害而被眾多國家、地區列為有害雜草。
大豬草的根、莖、葉、花和種子的汁液中都含有呋喃香豆素，而呋喃香豆素具有強烈的紫外線(xiàn)吸收作用。華英電力提醒您，一旦皮膚接觸到它，就會(huì )導致日照性皮炎，兩日內結合陽(yáng)光和汗液后，皮膚就會(huì )出現水泡并感到灼痛。
