مترجم: رضا محمدي
معمولاً كشورهاي آسياي شرقي به خاطر وجود باران‌هاي زياد از پوشش گياهي بالايي برخوردار است. يكي از اين كشورها چين است. جاده‌هاي شمال چين با درختان عنقا و برگ‌هاي پاييزي كه در اين فصل بر زمين مي‌ريزد، پوشيده شده است. اين برگ‌ها عموماً در فصل‌هاي سردتر سال سوزانده مي‌شوند و همين مسئله منجر به تشديد مشكل آلودگي هوا در كشور چين مي‌گردد. محققان چيني اخيراً روش جديدي براي تبديل مواد زائد ارگانيك به كربن كشف كرده‌اند كه مي‌تواند براي توليد برق با تكنولوژي بالا استفاده شود.
محققان فرآيند چند مرحله‌اي ساده‌اي را براي تبديل برگ‌هاي درختان به حالتي كه مي‌تواند به عنوان مواد فعال به الكترود متصل شود، استفاده كردند. برگ‌هاي خشك شده براي اولين بار به پودر تبديل شدند و سپس به مدت 12 ساعت تا 220 درجه سانتيگراد حرارت داده شدند. اين محصول سپس پودري متشكل از ميكروسفورهاي كربني كوچك توليد كرد. سپس اين ميكروسفورهاي كربن با محلول هيدروكسيد پتاسيم و با افزايش دماي مرحله به مرحله از 450 تا 800 درجه سانتيگراد حرارت داده شدند.
محققان مجموعه‌اي از آزمايش‌هاي الكتروشيميايي استاندارد را روي ميكروسفورهاي متخلخل انجام دادند تا توان بالقوه آن را براي استفاده در وسايل الكترونيكي تعيين كنند. منحني ولتاژ جريان براي اين مواد نشان مي‌دهد كه اين ماده مي‌تواند تبديل به يك خازن عالي شود. آزمايش‌هاي بيشتر نشان مي‌دهد كه اين مواد در واقع سوپر خازن‌هايي هستند كه با ظرفيت‌هاي ويژه 367 فاراد بر گرم، در اصل ظرفيتي حدود بيش از سه برابر بعضي سوپر خازن‌هاي گرافين دارند.
تحقيقاتي كه توسط محققان انجام شده است، به شدت به دنبال راه‌حل‌هايي براي تبديل زباله‌هاي زيست توده به كربن متخلخل است كه مي‌تواند در تكنولوژي ذخيره‌سازي انرژي مورد استفاده قرار گيرد. علاوه بر برگ‌هاي درخت، تيم و همكارانش به شكل موفقيت‌آميزي مواد زائد سيب زميني، كاه ذرت، چوب كاج، كاه برنج و ديگر زباله‌هاي كشاورزي را به الكترودهاي كربني تبديل كرده‌اند. محققان اميدوارند كه بتوانند با بهينه‌سازي فرآيند آماده‌سازي و امكان تغليظ يا اصلاح مواد خام، خواص الكتروشيميايي بيشتري را به كربن متخلخل اضافه كرده و آن را بهبود ببخشند.
ويژگي‌هاي سوپر خازن از ميكروسفورهاي كربن متخلخل كه از برگ‌هاي درخت عنقا ساخته شده است بيشتر از مواردي است كه از پودرهاي كربني ديگر زباله‌هاي زيستي توليد مي‌شود. به نظر مي‌رسد كه ساختار خوب متخلخل يكي از ويژگي‌هاي مهم اين محصول است، زيرا از طريق يون‌هاي الكتروليتي و سطح ميكروسفورهاي كربني و همچنين افزايش انتقال و انتشار يون روي سطح كربن، تسهيل مي‌شود. محققان اميدوارند با بهينه‌سازي فرايند و حتي امكان تغليظ يا اصلاح مواد خام، خواص الكتروشيميايي را افزايش داده و بهتر كنند.
منبع: ساينس ديلي
