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项目将橄榄废料转化为超级电容器

西蒙·罗茨
18 年 2024 月 17 日 51:- UTC

西班牙的一个项目成功地将橄榄废料转化为 活性炭 具有多种应用。

在研究期结束时,公私合作的 CARBON+ 项目已证明该产品作为 超级电容器 材料、其在废水处理中的有效性以及其在橄榄加工中延长盐水寿命的帮助。

这些结果强调了活性炭在各种应用中的潜力,这将有助于研究将该工艺扩大到工业水平的经济可行性。

该项目于 2022 年在战略项目计划范围内启动,与瓦伦西亚自治区政府瓦伦西亚创新机构合作,并由欧盟共同资助,由 Greene Enterprise、Aceitunas Serpis、阿利坎特大学和 Aitex 承担。

这项研究是在格林位于埃尔切工业园的试验工厂进行的,使用的是食用橄榄生产商 Serpis 提供的橄榄加工残渣。残渣主要由橄榄核和盐水组成,它们是橄榄行业的主要废弃物,是在加工 Manzanilla 和 Hojiblanca 食用橄榄后获得的。

另见:研究人员将橄榄园废物转化为生物塑料

尽管近年来对将循环经济原则应用于食用橄榄和橄榄油行业进行了广泛的研究,但绝大多数废物仍然被堆放在垃圾填埋场。

CARBON+ 项目的最终目标是通过经济可行的工业流程利用热解将这些废料转化为高质量的活性炭。

最终,我们成功生产出了比表面积为每克 1,440 平方米的活性炭。由于活性炭最有用的特性之一是其吸附能力(将气体、液体或溶解固体中的原子、离子或分子粘附到表面),因此表面积越大,活性炭在此类应用中的效果就越好。

除了成功开发该工艺外,还研究了三种主要工业应用,以评估活性炭的潜在最终价值。

第一种是利用产品的高吸附能力,消除橄榄发酵盐水中溶解的悬浮有机物和酚类化合物。

这样,盐水就可以直接在橄榄加工行业中重复使用,从而减少浪费和相关成本。该项目的活性炭在这方面比商业替代品更有效,由于其孔隙率更高,可以去除更多的多酚含量。

在相关应用中,活性炭被证明能有效去除废水处理中的气味。通过对发酵盐水、纺织废水和来自活性处理厂的标准城市废水进行测试,证明了这一点。

另见:研究发现,用橄榄核制成的砖块可减少建筑物的碳足迹

最后,评估了所得活性炭在超级电容器储能方面的潜在用途。近年来,人们对活性炭在储能方面的应用重新产生了兴趣,在寻找可能实现氢经济的多孔材料方面,活性炭仍然是一个强有力的候选材料。

碳基超级电容器由两个具有大比表面积的多孔碳电极组成,它们浸入电解质中并由膜隔开。

能量存储完全是静电的,因此对电极的完整性和稳定性无害。这使得超级电容器能够进行多达 100,000 次充电放电循环,电解质劣化率低于 10%,这使得这种能量存储在电动汽车等应用中非常受欢迎。

事实证明,由该项目材料制成的电极的性能与用商用活性炭制成的电极性能相当,但性能略低。

用盐酸清洗活性炭并通过热处理改变其表面化学性质后,电化学性能得到改善。研究人员得出结论,在此阶段实现的性能足够高,值得进一步研究和开发。

对于整个项目也得出了同样的结论,Greene 表示: 简而言之,这些结果强调了活性炭在各种应用中的潜力,这将有助于研究两家公司将该工艺扩大到工业水平的经济可行性。”



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