Dengan lebih daripada satu bilion perokok di seluruh dunia, menurut Pertubuhan Kesihatan Sedunia, penggunaan tembakau bukan sekadar masalah kesihatan, tetapi juga masalah alam sekitar yang utama. Treler-lembar runcit rokok setahun dibuang, sering di atas tanah, di mana ia menyebabkan kebakaran, ditelan haiwan dan bahan kimia pelunturan ke dalam tanah dan air.
Sekumpulan penyelidik Korea Selatan di Makmal Material & Process Environment di Seoul National University telah menemui cara untuk mengubah puntung rokok dari sisa berbahaya untuk keuntungan untuk inisiatif tenaga hijau.
Dalam makalah baru dalam jurnal Nanotechnology, penyelidik menunjukkan proses satu langkah untuk menukar penapis rokok yang digunakan (komponen utama punggung) menjadi bahan yang boleh digunakan untuk menyimpan tenaga dalam supercapacitors-komponen yang boleh digunakan bersama-sama dengan bateri grid elektrik, elektronik pengguna dan kenderaan elektrik.
Supercapacitors cemerlang dalam memberikan rangsangan kuasa pantas apabila diperlukan (katakan, apabila anda memukul pemecut di dalam kereta elektrik, atau semasa jam sibuk dalam grid elektrik), mengambil tekanan dari bateri, yang lebih baik untuk menyampaikan aliran malar.
Bahan karbon hibrid mesoporam (N-doped) yang doped (N-doped), yang dihasilkan daripada penapis rokok yang digunakan, mempunyai kawasan permukaan yang besar, menjadikannya sesuai untuk penyimpanan tenaga dalam supercapacitors. (Nanoteknologi) Menurut kertas itu, apabila tertakluk kepada penguraian kimia dalam teknik yang dipanggil pirolisis, serat selulosa asetat dalam penapis diubah menjadi bahan karbon dengan liang berukuran yang berbeza-beza dan luas permukaan yang besar. Ini menjadikan bahan yang sesuai untuk penyimpanan tenaga dalam supercapacitors, kerana ion memerlukan permukaan fizikal untuk berpaut. Menurut penulis, bahan berasaskan punggung mengatasi bahan-bahan yang kini digunakan dalam supercapacitors, seperti karbon, graphene dan nanotube karbon.
Minzae Lee, salah seorang pengarang kertas itu, mengatakan bahawa kerana kerajaan Korea Selatan sedang mempertimbangkan untuk menaikkan cukai tembakau, rokok adalah di minda ramai orang. Tetapi dia mengatakan ia adalah Gil-Pyo Kim, salah seorang pengarangnya yang pertama kali datang dengan idea ini.
"Terdapat banyak penyelidikan [menunjukkan] bahawa bahan karbon boleh disintesis oleh pirolisis bahan plastik, " Lee menulis. "Oleh itu kami menjangkakan bahawa transformasi punggung rokok ke dalam bahan simpanan tenaga mungkin menjadi penyelesaian kepada dua masalah manusia yang mencabar, masalah alam sekitar dan tenaga."
Walau bagaimanapun, proses memutar butiran yang digunakan untuk bahan superkonduktor memerlukan jumlah tenaga yang cukup. Lee berkata suhu bahan penapis perlu ditingkatkan 5 darjah seminit dalam persekitaran tanpa oksigen, sehingga suhu maksimum 900 darjah Celcius dicapai. Kemudian, bahan tersebut disimpan pada suhu ini selama dua jam. Proses ini serupa dengan bagaimana kayu dibuat menjadi arang.
Setelah dicipta, penyelidik menyalut elektrod dengan bahannya, dan bukannya karbon diaktifkan yang digunakan dalam supercapacitors tradisional, dan menguji kemampuannya untuk mengenakan dan menunaikan dengan menyerap dan melepaskan ion elektrolit.
Menurut makalah, bahan yang diperoleh daripada penapis yang digunakan mampu menanggung dan melepaskan lebih cepat, serta memegang lebih banyak caj elektrik, daripada bahan tradisional. Bahan ini mampu mengekalkan prestasi ini melalui 6, 000 kitaran dan kitaran pelepasan semasa ujian.
Elon Musk, pengasas Tesla Motors, menyatakan pada tahun 2011 bahawa kejayaan supercapacitor akan menjadi penting untuk masa depan kenderaan elektrik. Tetapi jangan harap kereta pemalam masa depan melepaskan bateri sama sekali. Ia adalah keupayaan supercapacitors untuk dengan cepat menyerap sejumlah besar kuasa apabila brek kenderaan yang menjadikan mereka sesuai untuk EV. Bateri tradisional kemudian perlahan-lahan menyerap elektrik kembali ke dalam sel-sel mereka, di mana ia boleh digunakan untuk memperluaskan julat kenderaan. Ia tidak mungkin bahawa supercapacitors akan menghampiri kebolehan penyimpanan bateri berasaskan kimia pada bila-bila masa tidak lama lagi.
"Supercapacitors digunakan dalam aplikasi yang memerlukan pengecasan / pemecahan pantas, manakala bateri digunakan untuk jumlah tenaga yang lebih besar, " tulis Lee. "Supercapacitors perlu dimuatkan dalam peranti elektronik serentak dengan menggunakan bateri."
Oleh kerana kaedah ini untuk meningkatkan supercapacitors masih dalam fasa ujian, tidak jelas apabila bahan rokok kitar semula pasukan akan mencari jalan masuk ke kenderaan atau peranti lain. Tetapi sudah jelas bahawa apabila tiba masanya untuk meningkatkan pengeluaran, tidak akan ada kekurangan sarang rokok yang tersedia untuk membina berbilion-bilion supercapacitors.
