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现代能源存储系统是气候友好型未来的重要组成部分。“现代”不仅意味着它们的性能满足高科技社会的要求,而且还意味着它们能够可持续地生产和回收。在寻找新资源的过程中,科学家有时会偶然发现令人惊讶的原材料,例如啤酒厂的废料。
耶拿大学(FSUJ)的化学家与西班牙同事一起,测试了用啤酒酿造者的废谷物作为生物源,以生产电化学储能系统的材料。他们获得了可用于电池电极的碳,以及可用于超级电容器电极材料的活性炭。在他们的验中,化学家们使用了耶拿一家为“Pü”的酒店、餐厅和啤酒厂的废物。
研究人员开发了一种生产适合储能应用的碳质材料的方法。在活性炭的情况下,他们比较大限度地扩大了材料的表面积,化了材料的孔径。当用作超级电容器的电极时,这些碳保证了非常高的电容,并使生产具有高能量密度的设备成为可能。
布鲁尔的废谷物随处可见
但为什么这个团队选择了啤酒厂的废弃物呢耶拿大学的安德烈亚·巴尔杜奇教授解释说:“多年来,我们一直在研究不同生物原料的适用性,以现我们用于制造储能设备的含碳材料。”
“啤酒厂的废料符合这方面的重要标准:原则上它的化学成分非常适合我们的目标应用。”此外,酿造啤酒的废谷物有大量供应源——例如,在欧盟,年生产了约68亿吨,仅德国就生产了亿吨。啤酒厂也分布在全国各地,这使得这些废物很容易得到,不需要长途跋涉去获取原材料。”
耶拿的研究人员从当地一家啤酒厂获得了酿酒商用于验的废谷物。
巴尔杜奇说,尽管啤酒厂的废物很多,但迄今为止科学界对它们关注甚少。例如,用于超级电容器的活性炭目前主要是从椰子壳中获得的。尽管还需要更多的研究,但这种情况在未来可能会改变。
他补充说:“如果某些因素可以进一步化,例如成本或原材料的化学成分,这种类型的废物可能是生产超级电容器材料的有趣选择。我们将在进一步的项目中开展工作,以更好地了解使用这种丰富材料的势和局限性,这样它就可能被更广泛地用于可持续储能设备的生产。”
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