Ученые превратили куриный жир в накопители энергии

Глобальный переход к более устойчивой, зеленой энергетике увеличил запасы мощности и спрос на устройства хранения энергии. К сожалению, некоторые материалы для этих устройств могут быть дорогими и экологически проблематичными. Производство альтернативных устройств хранения энергии из вещей, которые обычно выбрасываются, может помочь решить эти проблемы.

Теперь исследователи в Прикладные материалы и интерфейсы ACS сообщают о методе преобразования куриного жира в углеродные электроды для суперконденсаторов, которые хранят энергию и питают светодиоды.

По данным Международного энергетического агентства, в 2023 году глобальные мощности возобновляемых источников энергии выросли почти на 50 процентов по сравнению с предыдущим годом. Но эта избыточная энергия должна где-то храниться, чтобы мир мог впоследствии извлечь выгоду из ее производства. Например, солнечные дни в Калифорнии недавно привели к отрицательным ценам на электроэнергию из-за избыточного предложения солнечных панелей на крышах.

В недавних попытках разработать высокопроизводительные запоминающие устройства были использованы преимущества углеродных материалов, таких как графен, из-за их эффективной транспортировки заряда и естественного изобилия, но их производство дорогое и приводит к загрязнению окружающей среды и выбросам парниковых газов.

В поисках альтернативного источника углерода Мохан Редди Паллаволу, Дже Хак Юнг, Сан У Джу и его коллеги хотели разработать простой и экономически эффективный метод преобразования отработанного куриного жира в электропроводящие наноструктуры для суперконденсаторных устройств хранения энергии.

Исследователи сначала использовали газовый пистолет, чтобы вытопить куриный жир, а затем сожгли растопленное масло, используя метод фитиля, так же, как при использовании масляной лампы. Затем они собрали сажу на дне колбы, подвешенной над пламенем.

Электронная микроскопия показала, что сажа содержит наноструктуры на основе углерода, которые представляют собой однородные сферические решетки из концентрических графитовых колец, наподобие слоев лука. Исследователи протестировали способ улучшить электрические характеристики углеродных наночастиц, замачивая их в растворе тиомочевины.

Углеродные наночастицы, полученные из куриного жира, собранные в отрицательный электрод асимметричного суперконденсатора, продемонстрировали хорошую емкость и долговечность, а также высокую плотность энергии и мощности. Как и предполагалось, эти свойства были улучшены еще больше, когда электроды были изготовлены из углеродных наночастиц, обработанных тиомочевиной.

Затем исследователи продемонстрировали, что новый суперконденсатор может выполнять задачи в режиме реального времени — заряжать и соединять два из них для включения красного, зеленого и синего светодиодов. Результаты подчеркивают потенциальные преимущества использования пищевых отходов, таких как куриный жир, в качестве источника углерода в поисках еще более экологически чистой энергии.