中國儲能網(wǎng)訊：美國肯塔基州出產(chǎn)了全球95%的波旁威士忌，釀造過程中留下大量廢谷物——酒糟。如今，肯塔基大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種將酒糟轉(zhuǎn)化為超級電容器電極的新方法，所得電容器的儲能量超過同類商用設(shè)備。團隊在3月22日至26日于亞特蘭大舉行的美國化學(xué)學(xué)會春季會議上展示了這一成果。
酒糟通常作為牲畜飼料或土壤添加劑出售給農(nóng)戶。但其潮濕時難以運輸，干燥成本也居高不下。一種替代方案是采用水熱碳化技術(shù)，將黏稠的酒糟直接轉(zhuǎn)化為更高價值的碳材料。
碳材料是超級電容器（一種儲能裝置）中優(yōu)質(zhì)的電極材料。此前研究表明，玉米纖維等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品可通過水熱碳化方式制成碳材料，但該技術(shù)尚未應(yīng)用于波旁威士忌酒糟，團隊嘗試將本地釀酒廠的廢料轉(zhuǎn)化為超級電容器的電極。
團隊在10升容量的反應(yīng)器中，通過加熱加壓對廢料進行處理，將潮濕的酒糟轉(zhuǎn)化為細密的黑色粉末。隨后，他們可以在爐中將黑色粉末加熱至200℃，單獨制成硬碳；也可以將其與氫氧化鉀一同加熱至800℃，制成活性炭。
團隊利用酒糟衍生碳制作了兩種硬幣大小的超級電容器。結(jié)果顯示，采用活性炭電極的雙層電容器已達到當(dāng)前商用標準，能量密度為48瓦時/千克。而真正的突破來自他們研發(fā)的混合型鋰離子超級電容器。該電容器由類似電池的硬碳電極與電容式的活性炭電極組合而成，兼具快速放電能力與超大儲能容量，單位質(zhì)量儲能量達到傳統(tǒng)版本的25倍。
團隊計劃深入研究酒糟衍生超級電容器的儲能機制，以推進其商業(yè)化應(yīng)用。
