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用落葉來造超級充電池

2020-06-19 08:39
科學(xué)之謎 2020年4期
關(guān)鍵詞:泡桐樹氫氧化鉀泡桐

在我國北方地區(qū),很多道路兩旁都種著高大的泡桐樹。一到秋天,路邊積滿了泡桐的落葉。每到秋天,人們就要焚燒落葉,僅在北京,每年就有大約200萬噸落葉被焚燒,由此加重了秋冬兩季肆虐我國北方的霧霾。

山東齊魯理工大學(xué)研究人員找到一種辦法,可以將泡桐樹葉變成超級電容器,既避免了污染空氣,又能像電池一樣儲存能量。

傳統(tǒng)的電池雖然可儲存大量的電能,但充電速度很慢;電容器呢,雖然充電速度快,但儲存的能量十分有限。超級電容器集兩者的優(yōu)點于一身:它能存儲大量的能量,同時仍能夠快速充電。組成它的材料中,有一部分是有機的——由多孔碳制成?,F(xiàn)在,多孔碳直接可用泡桐的落葉來制造。

為了把葉子變成多孔碳,研究人員先要對其進(jìn)行清潔和干燥,然后將它們研磨成細(xì)粉,在220℃的高壓水中持續(xù)加熱12小時,最后濾去雜質(zhì),留下棕色粉末狀的碳微球。

接下去,將碳微球加入到氫氧化鉀溶液中,并在2小時內(nèi)緩慢地加熱至800℃。高溫的氫氧化鉀溶液具有很強的腐蝕性,讓氫氧化鉀腐蝕微球表面,最后就得到黑色、表面多孔的碳微球。微球表面的凹坑加大了它的表面積,從而提高了材料儲存電荷的能力。

把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成電容器不是一項新發(fā)明,之前已有人用椰殼、香蕉纖維或稻殼制造電容器,但用落葉做材料卻是首次。在測試中,研究人員發(fā)現(xiàn),用泡桐樹葉制成的超級電容器,其性能優(yōu)于用其他材料制成的同類產(chǎn)品。

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