Опавшие листья стали сырьем для ионисторов
Hongfang Ma, Qilu University of Technology
Исследователи из Университета Шаньдун Цзяньчжу и Технологического университета Килу разработали технологию, позволяющую перерабатывать листья в пористые углеродные структуры, которые можно использовать в качестве основы для электродов ионисторов. Исследование опубликовано в журнале Journal of Renewable and Sustainable Energy.
Для того, чтобы суперконденсаторы имели высокую емкость, их электроды выполняют из пористых материалов. Такие материалы имеют огромную площадь поверхности, которая позволяет запасать больше энергии. Часто для этого применяют различные формы углерода, такие как активированный уголь, оксиды металлов или электропроводные полимеры.
Китайские ученые решили использовать в качестве сырья для электродов опавшие листья, поскольку они состоят из органических веществ, и, следовательно, содержат много углерода. Для этого они собрали опавшие листья павловнии. Исследователи перетерли их в порошок и выдержали его при температуре 220 градусов Цельсия в течение 12 часов. Полученные таким методом углеродные микросферы обрабатывались гидроксидом калия и подвергались многостадийному нагреву до 800 градусов Цельсия. Гидроксид калия выступал в качестве травителя, который создавал в микросферах множество пор и значительно увеличивал площадь их поверхности.
Ma et al. / Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2017
Исследователи провели серию электрохимических тестов, и выяснили, что материал обладает высокой удельной емкостью — 367 фарад на грамм материала. В дальнейшем ученые планируют оптимизировать процесс получения материала и превращения его в полноценные электроды.
Ученые нередко получают материалы с интересными свойствами, используя для этого доступное сырье. Например, недавно ученые из Университета Райса научились получать пористые графеновые структуры из дерева, а также из кубиков сахара.
Григорий Копиев
В прошедшем году 38 процентов электроэнергии в Евросоюзе было получено из возобновляемых источников, сообщается в совместном докладе центров по изучению энергетики и климата Ember (Великобритания) и Agora Energiewende (Германия). Это больше, чем доля электроэнергии, полученной сжиганием газа и угля (37 процентов) и с помощью атомных электростанций (25 процентов). Таким образом, возобновляемая энергетика впервые в истории стала главным источником электричества в Евросоюзе. В конце 2020 года на заседании Европейской Комиссии было принято новое соглашение — к 2030 году уменьшить выбросы углекислого газа на 55 процентов по сравнению с уровнем 1990 года. Эти обязательства жестче, чем предыдущие, принятые в 2014 году — тогда планировалось уменьшить выбросы всего на 40 процентов к тому же сроку. Чтобы выполнить обязательства, страны Евросоюза постепенно отказываются от газовых и угольных электростанций и активно развивают возобновляемую энергетику. Минувший год был для европейской энергетики необычным из-за пандемии ковида, однако ее влияние в итоге оказалось слабее, чем можно было ожидать. Общее потребления электричества в Европе упало всего на 4 процента — на пике карантина в апреле и мае наблюдалось падение на 13 процентов, но уже к началу зимы потребление вернулось к уровню 2019 года. Развитие возобновляемой энергетики в Европе тоже продолжилось, несмотря на пандемию: в 2020 году были введены в эксплуатацию новые солнечные и ветряные электростанции, и выработка электричества суммарно увеличилась на 51 тераватт-час. В результате ветроэнергетика сейчас обеспечивает 14 процентов производства электричества в Европе, а солнечная энергетика — 5 процентов. Еще 6 процентов европейцы получают сжиганием биотоплива, и 13 процентов от гидроэлектростанций. Суммарный вклад всех четырех направлений возобновляемой энергетики в 2020 году увеличился с 34 до 38 процентов. Самыми экологичными оказались австрийцы: они обеспечивают 79 процентов своего потребления электричества с помощью возобновляемых источников. На втором месте Дания (78 процентов), на третьем — Швеция (68 процентов). Среди «отстающих» — Болгария (19 процентов), Польша (17 процентов) и Чехия (12 процентов).