1st Δεκέμβριος 2020

ScienceLab.Gr

Science Communication

Παραγωγή ενέργειας από αποτσίγαρα;

Οι καπνιστές σε ολόκληρο τον κόσμο παράγουν πάνω από 800.000 τόνους αποτσίγαρων κάθε χρόνο.

Η υψηλότερη χωρητικότητα αποθήκευσης υδρογόνου για τους πορώδεις άνθρακες έχει αναφερθεί από επιστήμονες που χρησιμοποιούν τα αποτσίγαρα ως πρώτη ύλη.1 Οι καπνιστές σε ολόκληρο τον κόσμο παράγουν πάνω από 800.000 τόνους αποτσίγαρων κάθε χρόνο. Τα απόβλητα αυτά περιλαμβάνουν κυρίως μη βιοαποικοδομήσιμη κυτταρίνη και τοξικά βαρέα μέταλλα που μπορούν να διέλθουν στο περιβάλλον.

Οι ερευνητές Robert Mokaya και Troy Blankenship, στο Πανεπιστήμιο του Nottingham, διερευνούν πώς να μετατρέψουν αυτά τα επικίνδυνα απόβλητα σε υλικό αποθήκευσης υδρογόνου. Το υδρογόνο είναι μια ελπιδοφόρα πηγή ενέργειας και οι ερευνητές προσπαθούν να παράγουν υλικά που θα μπορούσαν να τα περιέχουν σε μεγάλες ποσότητες και για να παράγουν οικονομικά βιώσιμες μπαταρίες αυτοκινήτων.2 Το αρμόδιο Υπουργείο για την Ενέργεια των Η.Π.Α. έχει θέσει ως στόχο να επιτύχει ένα ικανοποιητικό αριθμό αυτοκινήτων που θα κινούνται με υδρογόνο μέχρι το 2020. Υπό συνθήκες πίεσης 20 bar και θερμοκρασίας 350οC, η πρόσληψη υδρογόνου που οι περισσότεροι ενεργοποιημένοι άνθρακες αποθηκεύουν είναι μεταξύ 4 και 6 % w/w. Οι άνθρακες που προέρχονται από αποτσίγαρα έχουν επιτύχει πολύ υψηλότερες τιμές από 9.4% w/w, σύμφωνα με τον Mokaya.

Η ομάδα συγκέντρωσε αποτσίγαρα και τα θερμαίνει με νερό στους 250°C υπό υψηλή πίεση για να παράγει ένα “νανοϋλικό”, το οποίο περέχει άτομα άνθρακα και οξυγόνου. Στη συνέχεια, ενεργοποιούν το υλικό με υδροξείδιο του καλίου στους 800°C για να δημιουργήσουν ανθρακικά άλατα που διασπώνται σε διοξείδιο του άνθρακα, αφήνοντας πίσω τους ένα πολύ πορώδες υλικό. «Η χωρητικότητα αποθήκευσης υδρογόνου αυτών των νανοϋλικών, αν και σε χαμηλές σχετικά θερμοκρασίες, είναι εντυπωσιακή και υποθέτω ότι αυτό μπορεί να εξηγηθεί σε κάποιο βαθμό από τις διάφορες λειτουργικές ομάδες που υπάρχουν στον άνθρακα καθώς και τα υπολείμματα μετάλλων» λέει ο Kondo-Francois Aguey-Zinsou ειδικός στην αποθήκευση ενέργειας στο Πανεπιστήμιο της New South Wales, στην Αυστραλία. «Το ερώτημα είναι τι οδηγεί μια τέτοια υψηλή χωρητικότητα υδρογόνου και μπορούμε να κατανοήσουμε τις βασικές παραμέτρους και πώς αυτό μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να οδηγήσει στο ίδιο επίπεδο χωρητικότητας αποθήκευσης πιο κοντά στο περιβάλλον;» προσθέτει.

Η ομάδα εξετάζει τώρα πώς αλληλεπιδρούν μέταλλα και άλλοι μολυντές κατά την ενεργοποίηση και πώς αυτό επηρεάζει την ικανότητα αποθήκευσης του υλικού.

 

Σχετική βιβλιογραφία:

  1. T. S. Blankenship and R. Mokaya, Energy Environ. Sci., 2017, DOI: 10.1039/c7ee02616a (Η δημοσίευση είναι ελεύθερη έως 2 Ιανουαρίου 2018.)
  2. J. Yang et al, Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 656 (DOI: 10.1039/b802882f)