Сажа от куриного жира стала простым и дешёвым аналогом графена
Глобальные устремления к более устойчивой, «зелёной» энергетике привели к увеличению запасов электроэнергии и спросу на устройства для её накопления. К сожалению, некоторые материалы для этих устройств могут быть дорогими и представлять угрозу для окружающей среды. Однако, производство альтернатив из отходов могло бы решить эти проблемы.
По данным Международного энергетического агентства, в 2023 году мировые мощности по использованию возобновляемых источников энергии увеличились почти на 50% по сравнению с предыдущим годом. Но эту избыточную энергию нужно где-то хранить. Например, ясная погода в Калифорнии привела в итоге к снижению цен на электричество из-за избытка солнечных панелей на крышах.
Недавние опыты по созданию эффективных устройств для хранения электроэнергии показали преимущества углеродных материалов, таких как графен. Среди преимуществ графена — изобилие исходного сырья (углерода) в природе и удобная транспортировка заряженных элементов. Но производство графена обходится дорого, приводит к загрязнению окружающей среды и выбросам парниковых газов.
В поисках альтернативного источника углерода группа исследователей из Йоннамского университета, Корея, устремились разработать простой и экономичный метод преобразования отходов куриного жира в электропроводящие наноструктуры для суперконденсаторов.
Исследователи сообщили в рецензируемом научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces о методе преобразования куриного жира в электроды на углеродной основе для суперконденсаторов, которые накапливают энергию и питают светодиоды.
Суперконденсатор (ионистор, ультраконденсатор, двухслойный электрохимический конденсатор) — это электрохимическое устройство, конденсатор с органическим или неорганическим электролитом, «обкладками» в котором служит двойной электрический слой на границе раздела электрода и электролита.

Исследователи использовали газовую горелку для вытапливания жира из курицы и сжигали растопленное масло через фитиль, аналогично использованию жиров в масляной лампе. Затем учёные собрали сажу со дна колбы, подвешенной перед тем над пламенем.
Электронная микроскопия показала, что сажа содержала наноструктуры на основе углерода, которые представляли собой однородные сферические решётки из концентрических графитовых колец, похожие на поперечные срезы репчатого лука. Затем исследователи улучшили электрические характеристики углеродных наночастиц, замочив их в растворе тиомочевины.
Тиомочевина — это диамид тиоугольной кислоты, тиокарбамид. Вещество умеренно растворимо в воде, метаноле и так далее. Тиомочевину применяют в органическом синтезе, для получения лекарств.
Углеродные наночастицы из куриного жира использовали как материал для отрицательных электродов в суперконденсаторе. Эксперименты подтвердили хорошую ёмкость и долговечность образца, а также высокую плотность энергии и мощности. Эти же свойства затем удалось улучшить, когда из углеродных наночастиц, обработанных тиомочевиной, изготовили электроды.
Затем исследователи опытным путём убедились, что новый суперконденсатор можно заряжать и запитывать от него красные, зелёные и синие светодиоды.
Так результаты исследования подтвердили потенциальную пользу отходов общепита в качестве источника углерода при создании более экологичных накопителей энергии.
По данным Международного энергетического агентства, в 2023 году мировые мощности по использованию возобновляемых источников энергии увеличились почти на 50% по сравнению с предыдущим годом. Но эту избыточную энергию нужно где-то хранить. Например, ясная погода в Калифорнии привела в итоге к снижению цен на электричество из-за избытка солнечных панелей на крышах.
Недавние опыты по созданию эффективных устройств для хранения электроэнергии показали преимущества углеродных материалов, таких как графен. Среди преимуществ графена — изобилие исходного сырья (углерода) в природе и удобная транспортировка заряженных элементов. Но производство графена обходится дорого, приводит к загрязнению окружающей среды и выбросам парниковых газов.
В поисках альтернативного источника углерода группа исследователей из Йоннамского университета, Корея, устремились разработать простой и экономичный метод преобразования отходов куриного жира в электропроводящие наноструктуры для суперконденсаторов.
Исследователи сообщили в рецензируемом научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces о методе преобразования куриного жира в электроды на углеродной основе для суперконденсаторов, которые накапливают энергию и питают светодиоды.
Суперконденсатор (ионистор, ультраконденсатор, двухслойный электрохимический конденсатор) — это электрохимическое устройство, конденсатор с органическим или неорганическим электролитом, «обкладками» в котором служит двойной электрический слой на границе раздела электрода и электролита.

Исследователи использовали газовую горелку для вытапливания жира из курицы и сжигали растопленное масло через фитиль, аналогично использованию жиров в масляной лампе. Затем учёные собрали сажу со дна колбы, подвешенной перед тем над пламенем.
Электронная микроскопия показала, что сажа содержала наноструктуры на основе углерода, которые представляли собой однородные сферические решётки из концентрических графитовых колец, похожие на поперечные срезы репчатого лука. Затем исследователи улучшили электрические характеристики углеродных наночастиц, замочив их в растворе тиомочевины.
Тиомочевина — это диамид тиоугольной кислоты, тиокарбамид. Вещество умеренно растворимо в воде, метаноле и так далее. Тиомочевину применяют в органическом синтезе, для получения лекарств.
Углеродные наночастицы из куриного жира использовали как материал для отрицательных электродов в суперконденсаторе. Эксперименты подтвердили хорошую ёмкость и долговечность образца, а также высокую плотность энергии и мощности. Эти же свойства затем удалось улучшить, когда из углеродных наночастиц, обработанных тиомочевиной, изготовили электроды.
Затем исследователи опытным путём убедились, что новый суперконденсатор можно заряжать и запитывать от него красные, зелёные и синие светодиоды.
Так результаты исследования подтвердили потенциальную пользу отходов общепита в качестве источника углерода при создании более экологичных накопителей энергии.
- Дмитрий Ладыгин
- freepik.com; pubs.acs.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
В Нью-Йорке может рухнуть 300-метровый небоскреб, причем не один
Власти твердят, что все безопасно, но статистика неумолима: более сотни жалоб, полторы сотни нарушений, больше сотни штрафов...
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...