تولید خازن از برگ درختان

وب سایت شبکه - مهدی صنعت‌جو: هر ساله سوزاندن انبوهی از برگ‌های پاییزی، مشکلات بزرگی را برای ساکنان شمال چین ایجاد می‌کند. محققان چینی به تازگی برای استفاده بهتر از این برگ‌های پاییزی راهکاری یافته‌اند: تولید خازن از این برگ‌ها!

در امتداد جاده‌های شمال چین، انبوهی از درختان پالونیا ( که طبق باورهای چین و ژاپن به درخت ققنوس هم معروف هستند ) وجود دارد و هر ساله در فصل پاییز، دو طرف این جاده‌ها پوشیده از برگ این درختان است. این برگ‌ها علی‌رغم ممنوعیت، توسط افراد محلی سوزانده می‌شوند و این امر باعث تشدید آلودگی هوا به ویژه در فصول سرد سال شده است.

محققان دانشگاه Qilu چین، در پروژه‌ای سعی کرده‌اند برگ‌های درخت پالونیا را به ماده‌ متخلخل کربنی تبدیل کنند که در ساخت لوازم پیشرفته الکترونیکی کاربرد دارد و برای این‌کار روشی چند مرحله‌ای و در عین حال ساده پیشنهاد داده‌اند. آنها برگ‌ها را بعد از خشک‌ کردن، تبدیل به پودر می‌کنند و به‌مدت ۱۲ ساعت دردمای ۲۲۰ درجه سلسیوس حرارت می‌دهند و بدین ترتیب، پودری متشکل از دانه‌های ریز کربن بدست می‌آید.

سپس این دانه‌های کربن در محلول پتاسیم هیدروکسید (potassium hydroxide ) ریخته شده و تا دمای ۸۰۰ درجه سلسیوس حرارت داده می‌شوند. این فرایند سبب می‌شود که سطح دانه‌های کربن، متخلخل شده و در نتیجه سطح مؤثر روی هر دانه بسیار زیاد شود (تصویر ابتدای مطلب ). این سطح وسیع، خصوصیات الکتریکی خارق‌العاده‌ای به محصول نهایی می‌بخشد.

آزمایشات بر روی ماده بدست آمده نشان داده است که می‌توان از آن برای ساخت خازن‌های بسیار خوب استفاده کرد. با آزمایشات بیشتر تأیید شد که این ماده در حقیقت یک ابرخازن با ظرفیتی معادل ۳۶۷ فاراد بر گرم است و این خاصیت خازنی، بیش از سه برابر مقادیر دیده شده در برخی از ابرخازن‌های گرافنی است.

خازن قطعه‌ای الکترونیکی است که انرژی الکتریکی را روی دو هادی که توسط عایقی از هم جدا شده‌اند ذخیره می‌کند. ابرخازن‌ها بطور معمول ۱۰ تا ۱۰۰ برابر خازن‌های عادی انرژی ذخیره می‌کنند و سرعت شارژ و دشارژ آن‌ها نیز بسیار سریعتر از باتری‌های قابل شارژ رایج است. همین مزایا باعث شده است که ابرخازن‌ها بعنوان یک گزینه خوب برای ذخیره‌سازی انرژی در حوزه‌های متنوعی، از فناوری کامپیوتر گرفته تا خودروهای هیبریدی و الکتریکی مطرح باشند.

تاکنون علاوه بر برگ، مواد دیگری نظیر ضایعات سیب‌زمینی، ذرت، کاج، برنج و نظایر آن در چنین کاربردی آزموده شده‌اند. با این‌حال ویژگی‌های ابرخازنی ماده بدست آمده از برگ‌های پالونیا بهتر بوده است.