یافتههای اخیر محققان نشان میدهد که میتوان از پسماندهای گیاه شاهدانه برای تولید ابرخازن استفاده کرد. این پسماندها طی عملیات حرارتی تبدیل به مادهای با ساختار شبیه به گرافن میشود که دانسیته ذخیرهسازی بالای انرژی دارد.
تبدیل گیاه شـاهـدانـه به ابرخازنی با دانسیته انرژی بالا
گرافن مادهای ورقهای از جنس کربن با ساختار لانه زنبوری است که هدایت الکتریکی بالایی داشته و از استحکام قابل توجهی برخوردار است. پژوهشگران دانشگاه کلارکسون موفق به ارائه روشی شدند که در آن از پسماندهای گیاه شاهدانه میتوان مادهای بهتر از گرافن تولید کرد. دیوید میتلین از محققان این پروژه معتقد است که میتوان از پسماندهای شاهدانه مادهای شبیه به گرافن تولید کرده در حالی که هزینه تولید آن بسیار کمتر از گرافن است.
در مقالهای که در نشست ACS در سانفرانسیسکو برگزار شد، میتلین درباره چگونگی تبدیل الیاف گیاه شاهدانه به ابرخازنی قدرتمند با قابلیت ذخیرهسازی انرژی توضیحاتی ارائه داد.
میتلین در مورد چگونگی ساخت این ابرخازن اینگونه توضیح میدهد که ابتدا الیاف شاهدانه پخته شده تا سنتز گرمایی انجام شود. بعد از آن رشتههای لیگنین و نیمه سلولزی حل شده و آنچه که باقی میماند نانوورقهای کربنی است که ساختاری شبیه به گرافن دارد. این نانوورقها در ادامه تبدیل به الکترودهایی میشوند که میتوان آن را به یک سیال یونی افزود که نقش الکترولیت را ایفا کند. ترکیب این ساختارها و الکترولیت، تشکیل ابرخازنی با دانسیته انرژی بالا میدهد.
میتلین میگوید: «قطعا شاهدانه نمیتواند تمام ویژگیهای گرافن را داشته باشد اما از نقطه نظر ذخیرهسازی انرژی بسیار عالی است. هزینه تولید آن نیز کسری از هزینه تولید گرافن بوده که بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ دلار برای هر تن است.»
در کشورهایی نظیر کانادا، چین و بریتانیا، کشت شاهدانه برای استفاده از الیاف آن بسیار رایج است، به طوری که از الیاف آن در بخش جواهرسازی و لباس استفاده میشود. آنچه بعد از این کارها باقی میماند یک پسماند حاوی الیاف است. این گروه موفق به ارائه روشی برای تولید ابرخازن شبیه به گرافن از این ماده شد.
در حال حاضر، طیف وسیعی از ادوات، از خودروهای برقی گرفته تا ابزارهای مختلف نیاز به ابرخازن دارند که این یافته محققان میتواند برای این کار مورد استفاده قرار گیرد.
