Hojas caídas en otoño convertidas en supercondensadores - Nobbot

Hojas caídas en otoño convertidas en supercondensadores

Imagen de microesferas porosas de carbón de Hongfang Ma, de la Qilu University of Technology

Se acerca el otoño, una estación que llena nuestras calles de hojas caídas convirtiendo la simple acción de caminar en un deporte de riesgo. La gente común bastante tenemos con tratar de no resbalar y estamparnos contra la acera, pero hay personas en el planeta capaz de  hacer eso al mismo tiempo que generan nuevas ideas de progreso. Es el caso de los investigadores chinos que han descubierto un nuevo método para convertir este desecho orgánico en un material de carbono poroso que se puede utilizar para producir supercondensadores de alta tecnología. Los científicos desarrollaron un proceso sencillo para convertir las hojas del árbol Paulownia imperialis en un material que podría ser incorporado en electrodos como materiales activos.

Generalmente, las hojas caducifolias se queman, exacerbando el problema de la contaminación del aire en China, así que esta innovación cubre una necesidad mediambiental al mismo tiempo que ofrece nuevas posibilidades de almacenamiento de energía, en tecnología informática y vehículos híbridos o eléctricos.

En un primer paso, las hojas secas se trituran hasta convertirlas en polvo, luego se calientan a 220 grados centígrados durante 12 horas. Este proceso produce un polvo compuesto de minúsculas microesferas de carbono que se tratan posteriormente con una solución de hidróxido de potasio y se calientann en distintas fases a una temperatura de entre 450 y 800 grados. El tratamiento químico corroe la superficie de las microesferas de carbono, haciéndolas extremadamente porosas.

extraordinarias propiedades eléctricas

El producto final, un polvo de carbón negro, tiene una superficie muy extensa debido a la presencia de gran cantidad de microporos que se generan químicamente. Este factor es el que proporciona a este material sus extraordinarias propiedades eléctricas.

Los investigadores realizaron una serie de pruebas electroquímicas estándar sobre las microesferas porosas para cuantificar su potencial de uso en dispositivos electrónicos. Las curvas de corriente-tensión para estos materiales indican que la sustancia podría ser un condensador excelente. Pruebas adicionales muestran que los materiales son, de hecho, supercondensadores, con capacidades específicas de 367 faradios / gramo, que son tres veces más altos que los valores observados en algunos supercapacitores de grafeno. Un condensador es un componente eléctrico ampliamente utilizado que almacena energía al mantener una carga sobre dos conductores, separados entre sí por un aislante.

biomasa transformada en supercondensadores

Los supercondensadores normalmente pueden almacenar entre 10 y 100 veces más energía que un condensador ordinario y pueden aceptar y entregar cargas mucho más rápido que una batería recargable típica. Por estas razones, los materiales supercapacitivos son muy prometedores para una amplia variedad de necesidades de almacenamiento de energía, particularmente en tecnología informática y vehículos híbridos o eléctricos.

La investigación, dirigida por Hongfang Ma de la Universidad Tecnológica de Qilu, se ha centrado en buscar formas de convertir la biomasa residual en materiales porosos de carbono que se pueden utilizar en la tecnología de almacenamiento de energía. Además de las hojas de los árboles, el equipo ha trabajado con éxito residuos de patata, paja de maíz, madera de pino, paja de arroz y otros desechos agrícolas para transformarlos electrodos de carbono. La profesora Ma y sus colegas esperan mejorar aún más las propiedades electroquímicas de los materiales porosos de carbono optimizando el proceso de preparación.

Las propiedades supercapacitivas de las microesferas de carbono porosas obtenidas son mayores que las reportadas para polvos de carbono derivados de otros materiales de residuos biológicos. La estructura porosa de escala fina parece ser clave para esta propiedad, ya que aumenta de la transferencia y difusión de iones sobre la superficie del carbono.

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