تبدیل ضایعات فیلتر سیگار به نانومواد کربنی

پژوهشگران دانشگاه تگزاس در ال پاسو (UTEP) با استفاده از یک فرآیند پیرولیز تک‌مرحله‌ای و کم‌اثر، روشی نوین برای تبدیل ضایعات فیلتر سیگار به نانومواد کربنی ارائه داده‌اند. این پژوهش به دنبال تبدیل ضایعات فیلتر سیگار به الکترودهایی برای ابرخازن‌هاست که انرژی را ذخیره کرده و به سرعت شارژ یا دشارژ می‌شوند و گزینه‌ای مناسب برای سیستم‌های انرژی پاک به شمار می‌روند. فیلترهای سیگار به عنوان یک آلاینده پایدار در سطح جهانی شناخته می‌شوند و عمدتاً از استات سلولز ساخته شده‌اند. این پلیمر مصنوعی به آرامی تجزیه می‌شود و میکروپلاستیک‌ها و مواد سمی را به محیط زیست وارد می‌کند. با وجود اینکه فیلترهای سیگار به طور گسترده در دسترس هستند، در این حوزه تا حد زیادی نادیده گرفته شده‌اند. پژوهشگران با جمع‌آوری فیلترهایی از برندهای مختلف و تمیز کردن آنها، این فیلترها را در دمای ۸۰۰ درجه سلسیوس در اتمسفر نیتروژن تحت پیرولیز قرار دادند. این فرآیند باعث تجزیه ساختار پلیمر و تولید ماده‌ای غنی از کربن شد. پس از پیرولیز، ماده تحت اسید هیدروکلریک قرار گرفت و سپس با آب دیونیزه شسته شد. محصول نهایی حاوی تیتانیوم دی‌اکسید بود و به عنوان الکترود بدون نیاز به اصلاح بیشتر مناسب بود. نانومواد کربنی تولیدشده در این پژوهش، ویژگی‌های ساختاری و شیمیایی مناسبی برای استفاده در ابرخازن‌ها نشان دادند و رفتار شبه‌خازنی واضحی را از خود نشان دادند. این پژوهش در مجله Battery Energy به چاپ رسید.