Исследование было проведено Робертом Мокайя, профессором химии материалов, и Троем Скоттом Бланкеншипом, студентом бакалавриата, в Школе химии и опубликовано в академическом журнале Energy and Environmental Science.Профессор Мокая сказал: «Мы использовали отходы сигаретных окурков в качестве исходного материала для получения энергетических материалов, которые обладают беспрецедентными свойствами хранения водорода.
Это может не только решить трудноразрешимую проблему загрязнения окружающей среды — окурки, — но также предлагает новые взгляды на преобразование основных отходы в очень привлекательные материалы для хранения водорода ».Водород является привлекательным топливом, потому что независимо от того, сжигается ли он для производства тепла или вступает в реакцию с воздухом в топливном элементе для производства электроэнергии, единственным побочным продуктом является вода.Решение серьезной проблемы утилизации отходов
Ежегодно во всем мире выкуривается около шести триллионов сигарет. Это производит более 800 000 метрических тонн окурков.
Помимо того, что окурки вызывают неприглядный мусор, они содержат загрязняющие вещества, такие как токсичные тяжелые металлы, которые могут попадать в водные пути, потенциально причиняя вред как людям, так и дикой природе.Сигаретные окурки — использованные сигаретные фильтры — представляют собой постоянную опасность загрязнения, поскольку они в основном содержат ацетат целлюлозы, который не поддается биологическому разложению.
Однако ацетат целлюлозы делает их привлекательным исходным материалом для получения пористых углеродов. Такое повышение ценности соответствует нынешней тенденции перехода от угольных предшественников на основе угля к исходным материалам на основе биомассы или отходов для синтеза пористого углерода.Превращение отходов в топливо или источники энергииГидротермальная карбонизация — процесс, который требует только воды и тепла, выброшенных окурков дает углеродный продукт, называемый гидрокаром.
Исследовательская группа обнаружила, что при активации гидрокарбоната он генерирует богатые кислородом пористые угли с очень большой площадью поверхности.Профессор Мокая сказал: «Мы показываем, что активированный уголь, полученный из окурков или фильтров путем последовательной щадящей гидротермальной карбонизации и активации, является сверхпористым, имеет сверхвысокую площадь поверхности и демонстрирует беспрецедентно высокую способность удерживать водород. Эта работа не только поднимает интересный вопрос. о том, может ли повышение ценности решить проблему трудноразрешимого окурка, но также предлагает пористые угли, которые позволяют достичь нового уровня хранения водорода для пористых материалов в целом ».
В рамках движения к «водородной экономике», в которой водород используется в качестве низкоуглеродного источника энергии, этот метод может быть разработан для замены, например, бензина в качестве транспортного топлива или природного газа в качестве топлива для отопления.Эта публикация является частью продолжающегося поиска группы экологически безопасных углеводородов с оптимизированными свойствами в качестве энергетических материалов, в том числе для хранения водорода.