Obecně není dobrý nápad míchat bourbon s vysokonapěťovou elektřinou. To znamená, že chemici z University of Kentucky objevili potenciálně silné využití jednoho z nejotravnějších – a hojných – vedlejších produktů whisky. Podle týmu mohou být zrna odpadu z likéru recyklována do superkondenzátorů, které konkurují komerčně dostupným možnostem.
Za každou lahví bourbonu jsou kádě s odpadními materiály. Většina z toho nechtěného odpadu jsou výpalky – mazlavá, kašovitá směs obilí a kukuřice. A v Kentucky – kde se vyrábí 95 procent světového bourbonu – existuje hodně výpalků.
„Z konečného objemu vyrobeného bourbonu získáte 6 až 10krát větší množství výpalků než odpadu,“ vysvětlil v prohlášení chemik University of Kentucky Josiel Barrios Cossio. „Takže je to velký problém.“
I když se výpalky často prodávají farmářům za účelem krmení hospodářských zvířat a obohacení půdy, manipulace s nimi je složitá. Přeprava je obtížná vzhledem k tomu, jak je vodnatý, ale je také přehnaně drahé na sušení. Pokud by však existovala použití, která by odůvodňovala náklady na přeměnu výpalků na různé materiály, mohlo by to nabídnout pohodlné a poměrně ekologické řešení přetrvávající nesnáze. A přesně to se Barrios Cossio a jeho kolegové rozhodli dosáhnout.
Tým se zvláště zajímal o možnou integraci výpalků do elektrod superkondenzátorů pro ukládání energie, které se používají ve všem, od spotřební elektroniky, přes brzdové systémy automobilů až po rozvodné sítě. Minulé výzkumy ukázaly, že další zemědělské vedlejší produkty, jako je kukuřičná vlákna, by mohly být přeměněny na podobné materiály, takže Barrios Cassio a kolega chemik Marcelo Guzman přemýšleli, zda by totéž mohlo fungovat pro bourbonový směsný obilný odpad.
Aby vědci ověřili svou teorii, vystavili výpalky obrovskému množství tepla a tlaku uvnitř 10litrového reaktoru. To vytvořilo jemný černý uhlíkový prášek, který byl poté zahřát na 392 stupňů Fahrenheita, aby se vytvořila pevná látka podobná grafitu nazývaná tvrdý uhlík. Část prášku také spojili s hydroxidem draselným před zahřátím na 1472 stupňů, aby se vytvořilo aktivní uhlí. První zmíněný materiál je skvělý pro pohlcování iontů lithia a zlepšuje schopnosti akumulace energie, bílý druhý obsahuje velké množství náboje díky své velké vnitřní ploše.
Jakmile měli své materiály odvozené z výpalků, tým experimentoval s vytvořením dvouvrstvých kondenzátorů s kapalným elektrolytem umístěným mezi elektrody z aktivního uhlí o velikosti mince. Laboratorní testy ukázaly, že jejich vynálezy obstály v porovnání s komerčně dostupnými elektrodami, protože uchovaly až 48 watthodin na kilogram. Další experimenty také přinesly hybridní superkondenzátor kombinací aktivovaných a tvrdých uhlíkových elektrod. V tomto případě výpalkové superkondenzátory ve skutečnosti překonaly stávající možnosti o přibližně 25 procent.
„Byl to pro mě obrovský objev, že z tohoto odpadu můžete vyrobit hybridní zařízení,“ řekl Barrios Cossio. „Hybridní zařízení nejsou běžná. Nejsou běžná a není snadné je vyrobit.“
Na vylepšování a optimalizaci jejich návrhů je ještě potřeba udělat hodně práce, ale chemici věří, že jejich objevy se mohou brzy stát komerčně životaschopnou alternativou k dnešním superkondenzátorům. Když už nic jiného, práce si jistě žádá přípitek.
2025 PopSci To nejlepší z toho, co je nového
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com
