Süperkapasitör Uygulamaları İçin Yeni Bir Sürdürülebilir Elektrot Malzeme Geliştirildi. Karbon aerojelleri, elektrikli otomobillerde ve cep telefonlarında süper kapasitör elektrot uygulamaları için kapsamlı olarak araştırılan, ultra hafif iletken malzemelerdir. Çinli bilim insanları artık bu elektrotları sürdürülebilir bir şekilde üretmenin bir yolunu bulmuş olabilirler. Aerojeller, selüloz nanofibrillerden doğrudan elde edilebilir.
Süperkapasitörler, çok kısa bir sürede çok büyük miktarda enerji alabilen ve serbest bırakabilen kondansatörlerdir. Süper kapasitör elektrotlar için temel gereksinimler, basit bir üretim yöntemi ile birlikte geniş bir yüzey alanı ve iletkenliktir. Süperkapasitör üretiminde diğer bir sorun ise sürdürülebilirliktir. Bununla birlikte, karbon-aerojellerin süperkapasitör elektrot malzemeleri olarak sürdürülebilir ve ekonomik üretimi mümkün olabilir.
Karbon aerojelleri çok geniş bir yüzey alanına sahip ultra hafif iletken malzemelerdir. İki üretim yolu ile hazırlanabilirler: İlk fenolik bileşenlerden elde edilebilen aerojeller, ikincisi ise grafen ve karbon nanotüp öncüllerine dayanmaktadır. İkinci yöntem, yüksek performanslı aerojeller elde edilmesine olanak sağlar, ancak pahalı ve çevre dostu değildir. Farklı öncüler arayışlarında, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesinden Shu-Hong Yu ve meslektaşları, daha ucuz ve sürdürülebilir bir kaynak buldular: Odun Hamuru ( Nanoselüloz )
Organik aerojeller kurutma ve piroliz ile hidrojellerden üretildiklerinden, yazarlar süperkritik veya dondurularak kurutulmuş nanofibrile edilmiş selüloz hidrojelinin pirolizi girişiminde bulundular. Yöntem beklendiği gibi basit değildi çünkü yazarlara göre buz kristali oluşumu ve yetersiz dehidrasyon karbonlaşmayı engelliyordu. Bilim insanları bu problemi aşmak için, kurutulmuş jeli organik asit katalizörü para-tolüensülfonik asit varlığında pirolize etti. Yazarlar, katalizörün ayrıştırma sıcaklığını düşürdüğünü ve büyük bir yüzey alanı ve yüksek elektrik iletkenliği içeren bir mekanik olarak kararlı ve gözenekli üç boyutlu nanofibor ağ sağladığını bildirdi.
Yazarlar ayrıca odun türevli karbon aerojellerinin süperkapasitör uygulamaları için bir elektrot olarak iyi çalıştığını gösterdi.
Malzeme ticari elektrotlarla karşılaştırılabilir elektrokimyasal özellikler sergiledi. Yöntem, yüksek performanslı elektronik cihazlarda kullanım için uygun olan sürdürülebilir malzemelerin üretildiği ilginç ve yenilikçi bir yol olarak ön plana çıkmaktadır.
Kaynak : Sciencedaily
