أعلنت جامعة خنان في الصين عن نجاح فريقها البحثي في تطوير طريقة لتحويل أعقاب السجائر المهملة إلى مكونات عالية الأداء تستخدم في المكثفات الفائقة. اعتمدت الطريقة على عمليتي الكربنة الحرارية المائية والتحلل الحراري لتحويل الأعقاب إلى فحم حيوي نانوي مسامي مشوب بالنتروجين والأكسجين. عند تسخين المادة إلى 700 درجة مئوية باستخدام مواد كيميائية ناخرة تشكلت بنية مجهرية ثلاثية الأبعاد ذات مساحة سطحية كبيرة. أظهرت الاختبارات أن المادة تحافظ على أكثر من 95% من سعتها بعد 10 آلاف دورة شحن وتفريغ.
توضح النتائج أن التحكم الدقيق في الحفر الكيميائي يسمح بإنتاج أقطاب كهربائية كربونية مستدامة تنافس البدائل التجارية المرتفعة التكلفة. وتشير إلى أن المواد الكربونية المستخرجة من أعقاب السجائر يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في دعم المكثفات الفائقة المستخدمة في تثبيت شبكات الطاقة وتعزيز أداء المركبات الكهربائية وتشغيل الأجهزة المحمولة. كما تبين أن هذه التقنية توفر خيارًا بيئيًا واقتصاديًا من خلال تقليل النفايات وإتاحة استخدام مواد خام مبتكرة في تطبيقات الطاقة المستدامة.
إمكانات التطبيق والتأثير
تشير النتائج إلى أن الحفر الكيميائي الدقيق يتيح إنتاج أقطاب كهربائية كربونية ذات سعة عالية ومتانة محسّنة. يمكن لهذه المواد الكربونية أن تكون بديلاً أرخص للمكونات القياسية في مكثفات الطاقة والتخزين وتدعم شبكات الكهرباء وتسيير المركبات الكهربائية. تفتح التقنية آفاق لتطوير أجهزة محمولة أكثر كفاءة وتيسير استخدامها في مختلف التطبيقات الصناعية والطاقة.
