Учёные МГУ превратили рисовую шелуху в электрод для суперконденсаторов
Сотрудники кафедры физической химии химического факультета МГУ использовали в качестве электродного материала для суперконденсаторов активированный уголь, выделенный из отходов производства риса. Исследование опубликовано в издании Journal of Energy Storage.
Ежегодное производство риса-сырца превышает 700 млн тонн. Постоянный рост сельскохозяйственного производства неизбежно приводит к усилению негативного воздействия на окружающую среду. В частности, в процессе переработки риса образуются многотоннажные отходы в виде шелухи и соломы, отмечают в МГУ.
«Одним из распространённых способов переработки отходов является их контролируемое сжигание, — рассказала соавтор работы, старший научный сотрудник НИЛ катализа и газовой электрохимии кафедры физической химии химического факультета МГУ Екатерина Архипова. — Как правило, полученную в результате золу далее не перерабатывают, а утилизируют в специально созданных отвалах. Разумеется, это сопровождается финансовыми затратами, а также вызывает существенные экологические проблемы».
Золу можно использовать как ценный источник для получения аморфного кремнезёма и углей, которые, в свою очередь, могут стать перспективным электродным материалом в устройствах хранения и преобразования энергии. Например, в суперконденсаторах, принцип действия которых основан на накоплении электростатических зарядов на электродах и протекании электрохимических реакций.
«Суперконденсатор состоит из двух электродов, разделенных сепаратором и пропитанных раствором электролита, — пояснила Екатерина Архипова. — В качестве электродных материалов используют различные углеродные наноматериалы, проводящие полимеры, оксиды переходных металлов и др. Как правило, синтез таких структур требует дорогого оборудования и реагентов. Использование в данном исследовании активированных углей, полученных в две стадии из золы рисовой шелухи, позволяет упростить способ получения электродного материала и снизить его стоимость, а также существенно уменьшить нагрузку на окружающую среду».
В будущих исследованиях авторы планируют модифицировать поверхность полученных активированных углей различными функциональными группами, которые позволят улучшить ёмкостные параметры электродного материала и, следовательно, повысить величину удельной энергии, запасаемой суперконденсатором.
