中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：美國(guó)肯塔基州出產(chǎn)了全球95%的波旁威士忌，釀造過(guò)程中留下大量廢谷物——酒糟。如今，肯塔基大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種將酒糟轉(zhuǎn)化為超級(jí)電容器電極的新方法，所得電容器的儲(chǔ)能量超過(guò)同類(lèi)商用設(shè)備。團(tuán)隊(duì)在3月22日至26日于亞特蘭大舉行的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)春季會(huì)議上展示了這一成果。
酒糟通常作為牲畜飼料或土壤添加劑出售給農(nóng)戶(hù)。但其潮濕時(shí)難以運(yùn)輸，干燥成本也居高不下。一種替代方案是采用水熱碳化技術(shù)，將黏稠的酒糟直接轉(zhuǎn)化為更高價(jià)值的碳材料。
碳材料是超級(jí)電容器（一種儲(chǔ)能裝置）中優(yōu)質(zhì)的電極材料。此前研究表明，玉米纖維等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品可通過(guò)水熱碳化方式制成碳材料，但該技術(shù)尚未應(yīng)用于波旁威士忌酒糟，團(tuán)隊(duì)嘗試將本地釀酒廠的廢料轉(zhuǎn)化為超級(jí)電容器的電極。
團(tuán)隊(duì)在10升容量的反應(yīng)器中，通過(guò)加熱加壓對(duì)廢料進(jìn)行處理，將潮濕的酒糟轉(zhuǎn)化為細(xì)密的黑色粉末。隨后，他們可以在爐中將黑色粉末加熱至200℃，單獨(dú)制成硬碳；也可以將其與氫氧化鉀一同加熱至800℃，制成活性炭。
團(tuán)隊(duì)利用酒糟衍生碳制作了兩種硬幣大小的超級(jí)電容器。結(jié)果顯示，采用活性炭電極的雙層電容器已達(dá)到當(dāng)前商用標(biāo)準(zhǔn)，能量密度為48瓦時(shí)/千克。而真正的突破來(lái)自他們研發(fā)的混合型鋰離子超級(jí)電容器。該電容器由類(lèi)似電池的硬碳電極與電容式的活性炭電極組合而成，兼具快速放電能力與超大儲(chǔ)能容量，單位質(zhì)量?jī)?chǔ)能量達(dá)到傳統(tǒng)版本的25倍。
團(tuán)隊(duì)計(jì)劃深入研究酒糟衍生超級(jí)電容器的儲(chǔ)能機(jī)制，以推進(jìn)其商業(yè)化應(yīng)用。
