Wetenschappers in Zuid-Korea hebben een nieuwe manier ontwikkeld om energie op te slaan die ook een oplossing biedt voor een groeiend milieuprobleem.

Rapporteren van hun bevindingen in het IOP Publishing-tijdschrift Nanotechnologie , het onderzoeksteam heeft met succes gebruikte sigarettenpeuken omgezet in een hoogwaardig materiaal dat in computers kan worden geïntegreerd, draagbare toestellen, elektrische voertuigen en windturbines om energie op te slaan.

Volgens de studie, dit materiaal presteert beter dan in de handel verkrijgbare koolstof, grafeen en koolstof nanobuisjes. Het kan ooit worden gebruikt om de elektroden van supercondensatoren te coaten:elektrochemische componenten die extreem grote hoeveelheden elektrische energie kunnen opslaan.

"Onze studie heeft aangetoond dat gebruikte sigarettenfilters kunnen worden omgezet in een hoogwaardig materiaal op koolstofbasis met behulp van een eenvoudig proces in één stap, die tegelijkertijd een groene oplossing biedt om aan de energievraag van de samenleving te voldoen, ", zegt co-auteur professor Jongheop Yi van de Seoul National University.

"Tal van landen ontwikkelen strikte regelgeving om de biljoenen giftige en niet-biologisch afbreekbare sigarettenfilters die elk jaar in het milieu terechtkomen te vermijden. Onze methode is slechts één manier om dit te bereiken, " voegt professor Yi toe.

Koolstof is het meest voorkomende materiaal in supercondensatoren vanwege de lage kosten, groot oppervlak, hoge elektrische geleidbaarheid en stabiliteit op lange termijn. Wetenschappers over de hele wereld werken aan het verbeteren van de eigenschappen van supercondensatoren - zoals hun energiedichtheid, vermogensdichtheid en cyclusstabiliteit - terwijl we proberen de productiekosten te verlagen.

In hun studie hebben Professor Yi en zijn collega's toonden aan dat de cellulose-acetaatvezels die in de meeste sigarettenfilters worden aangetroffen, kunnen worden omgezet in een op koolstof gebaseerd materiaal met een eenvoudige, eenstaps verbrandingstechniek genaamd pyrolyse. Het resulterende materiaal bevatte een aantal kleine poriën, het verhogen van zijn prestaties als supercapacitief materiaal.

"Een goed presterend supercondensatormateriaal moet een groot oppervlak hebben, wat kan worden bereikt door een groot aantal kleine poriën in het materiaal op te nemen, ", zegt professor Yi. "Een combinatie van verschillende poriegroottes zorgt ervoor dat het materiaal hoge vermogensdichtheden heeft, wat een essentiële eigenschap is in een supercondensator."

Eenmaal gefabriceerd, het op koolstof gebaseerde materiaal werd bevestigd aan een elektrode en getest in een systeem met drie elektroden om te zien hoe goed het materiaal elektrolytionen kon adsorberen (lading) en ze vervolgens kon vrijgeven (ontlading). Het materiaal sloeg meer elektrische energie op dan in de handel verkrijgbare koolstof, grafeen en
koolstof nanobuisjes.

"Ons op koolstof gebaseerde materiaal kan worden gebruikt als elektrodemateriaal in lithium-ionbatterijen, een katalysator-ondersteunend materiaal in brandstofcellen, en vervuilende adsorbentia, " zegt professor Yi. "We hopen dat onze uitvindingen uiteindelijk zullen helpen de milieubelasting van sigarettenpeuken te verminderen en tegelijkertijd de productiekosten van hoogwaardige koolstofmaterialen te verlagen."

Sigarettenpeuken gebruiken om dengue te bestrijden

Naast hun energieopslagpotentieel, sigarettenpeuken kunnen ooit worden gebruikt om knokkelkoorts te bestrijden, een van 's werelds belangrijkste door muggen overgedragen virale ziekten.

Opmerkend dat sigarettenpeuken "geïmpregneerd zijn met duizenden chemische verbindingen, waarvan vele zeer giftig zijn en waarvan geen enkele een voorgeschiedenis heeft van resistentie bij muggen, " een onderzoeksteam in Maleisië, Japan en Thailand onderzochten hun potentieel voor het bestrijden van muggen die het denguevirus herbergen.

Zijn bevindingen rapporteren in het tijdschrift Acta Tropica , het team ontdekte dat vrouwelijke muggen eigenlijk liever eieren leggen in een omgeving met sigarettenpeuken dan in een peukvrije omgeving. Bovendien, de onderzoekers merkten op dat blootstelling aan sigarettenpeukafval "nadelige effecten heeft op de [vruchtbaarheid] en levensduur van [muggen] nakomelingen."