超級(jí)電容器是儲(chǔ)能設(shè)備。它們與傳統(tǒng)電池的區(qū)別在于其高功率，長(zhǎng)保質(zhì)期和長(zhǎng)使用壽命。這些特性部分是因?yàn)槠渚哂写罅坎煌叽绲目锥幢砻娴幕钚蕴砍洚?dāng)電極材料。

來(lái)自NUST MISIS的科學(xué)家們已經(jīng)研究了利用植物莖中纖維物質(zhì)的可能性。他們把它們變成了電極 - 能夠儲(chǔ)存能量的元件。實(shí)驗(yàn)證明，這種經(jīng)過(guò)處理的材料可以在不影響質(zhì)量的情況下成功替代傳統(tǒng)能源。

這些孔使得電極的面積增加，累積電荷的最大量直接取決于該面積?？茖W(xué)家們目前正在嘗試從各種植物原料中獲取碳材料，特別是來(lái)自農(nóng)業(yè)廢棄物 - 來(lái)自椰子、杏仁和核桃殼，谷物加工后留下的稻殼等。

研究人員已經(jīng)提出，在大豬草的莖中可以找到最佳的電極特性材料。它們由堅(jiān)固的皮和柔軟的內(nèi)核組成，類似于海綿，形成多樣化的多孔結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)對(duì)于使用碳材料作為超級(jí)電容器的電極基礎(chǔ)是有效的。為了將大豬草的莖稈轉(zhuǎn)變成適合用作電極的材料，有必要為它們找到最佳的加工技術(shù)。

將大豬草的干莖切成約一厘米長(zhǎng)的條。然后，為了除去莖中含有的各種無(wú)機(jī)化合物，將它們用鹽酸處理，洗滌并干燥。為了獲得碳材料，在400℃的溫度下用二氧化碳使壓碎的大豬草莖飽和。在下一階段，將所得材料與氫氧化鉀混合并活化，即在氬氣中打開那些孔。

然后在900℃的溫度下加工成主要的碳材料，最終形成具有2-4nm大小的孔的表面。

“超級(jí)電容器的主要參數(shù)是容量，這意味著衡量電荷累積的能力，”圣彼得堡國(guó)立大學(xué)電化學(xué)系副教授Oleg Levin解釋說(shuō)。 - 從大豬草莖中獲得的能力與其他材料獲得的水平相同。當(dāng)然，當(dāng)使用石墨烯時(shí)，它會(huì)更高。但是，使用植物廢料生產(chǎn)活性炭毫無(wú)疑問(wèn)是全球性的。從這個(gè)角度來(lái)看，科學(xué)家們的工作前途無(wú)量，值得關(guān)注。”

然而，該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，NUST MISIS物理化學(xué)系主任米哈伊爾·阿斯塔霍夫教授強(qiáng)調(diào)，使用大豬草莖進(jìn)行電極生產(chǎn)可能會(huì)遇到很大困難。事實(shí)上，為了獲得原材料，您將不得不在全國(guó)各地旅行，砍伐并將其運(yùn)到工廠中，因?yàn)闉檫@種危險(xiǎn)的野生植物建立播種區(qū)域是不合理的。“野生”大豬草的儲(chǔ)備可能會(huì)很低。

另一方面，目前，擁有強(qiáng)大繁殖力的大豬草所覆蓋的區(qū)域抑制了落入土壤的其他植物種子的發(fā)育。

閱讀延伸：

巨型豬草（學(xué)名：Heracleum mantegazzianum），又名大豬草。巨型多年生植物，植株高2-5 米，有時(shí)能達(dá)到7米。因其地域侵略性和對(duì)人體的危害而被眾多國(guó)家、地區(qū)列為有害雜草。

大豬草的根、莖、葉、花和種子的汁液中都含有呋喃香豆素，而呋喃香豆素具有強(qiáng)烈的紫外線吸收作用。一旦皮膚接觸到它，就會(huì)導(dǎo)致日照性皮炎，兩日內(nèi)結(jié)合陽(yáng)光和汗液后，皮膚就會(huì)出現(xiàn)水泡并感到灼痛。