Alt Yukarı! Bilim Adamları Kentucky Bourbon Yan Ürününü 'Süper' Süper Kapasitöre Dönüştürüyor

Kentucky burbon üretiminin çamurlu, çorba benzeri yan ürünü olan damıtmanın potansiyel kullanımlarını araştıran Kentucky Üniversitesi araştırmacıları, işlenmesi zor malzemeyi elektrot 'süper' için süper kapasitör.

Birleşik Krallık araştırma ekibi, durgunluktan türetilen 'süper' süper kapasitörün daha fazlasını depoladığını söyledi enerji benzer boyuttan daha ticari cihazlarbourbon üreticilerine her yıl ürettikleri büyük miktardaki damıtma için potansiyel olarak karlı bir çıkış noktası sunuyor.

Araştırmacılar, "Bu araştırma, tüm viski ve etanol üretim endüstrisi tarafından benimsenme potansiyeline sahip, enerji depolama uygulamaları için burbon damıtma maddesini verimli, yeşil ve yüksek performanslı malzemelere dönüştürmek için yenilikçi, potansiyel olarak ölçeklenebilir ve sürdürülebilir bir strateji sunuyor" diye yazıyor.

Süper Süperkapasitörü Oluşturan Hammaddeyle İlgili 'Sorun'

Bourbon, geleneksel olarak en az %51 oranında mısır, malt ve çavdar içeren püreden yapılan düz bir viskidir. ifadeBugün dünyadaki burbonun %95'i Kentucky eyaletinde üretiliyor.

Bütün bu burbon arkasında muazzam miktarda alkol bırakıyor atık damıtıcıların durgunluk dediği tahıl. Yakın zamanda Amerikan Kimya Derneği'nin (ACS) 2026 yıllık bahar toplantısında çalışmayı sunan yüksek lisans öğrencisi Josiel Barrios Cossio, bu sürecin yönetilmesi zor olan orantısız miktarda durgunluk ürettiğini açıkladı.

Araştırmacı, "Üretilen burbonun son hacminden, atık olarak bu miktarın 6 ila 10 katı kadar atık elde edersiniz" diye açıkladı.

Damıtmanın bir kısmı çiftçilere satılsa da hayvancılık beslemek veya bir toprak katkı maddesi olduğundan ıslandığında taşınması oldukça zordur. Malzemenin aynı zamanda pahalı olması ve kuruması zaman alması da Birleşik Krallık'taki yüksek lisans öğrencisinin Kentucky'de çalışırken ilk elden tanık olduğu bir sorun.

Barrios Cossio, "Yani bu büyük bir olay" dedi.

Islak Damlamanın Dezavantajını Üretim Avantajına Dönüştürmek

Barrios Cossio ve meslektaşları, her yıl üretilen büyük hacimli burbon damıtma maddesinin potansiyel kullanımlarını araştırdıktan sonra, bu durumdan yararlanmaya karar verdiler. enerji depolama potansiyel. İlk adım, çorba kıvamındaki malzemenin daha değerli malzemelere dönüştürülmesini içeriyordu.

Hidrotermal karbonizasyon adı verilen süreç, yüksek yoğunluklu basınçlı pişirmeye eşdeğerdir. Kritik olarak, bu işlem, malzemenin önce kurutulmasını gerektirmek yerine, burbon damıtmasının tipik olarak zorlu, sulu durumundan yararlanır.

Barrios Cossio, "Çok su içeren bir dağılımdaki durgunluğu olduğu gibi alabilir ve bu dezavantajı bir avantaj olarak kullanabiliriz" diye açıkladı.

Süreç aynı zamanda potansiyel sunuyor çevresel Dönüştürülen sabit malzemeden yapılan herhangi bir elektrot, bitki bazlı, sürdürülebilir elektronik cihaz. Yine de araştırma ekibi, önceki araştırmaların mısır liflerini kullanılabilir hale getirmek için hidrotermal karbonizasyonun potansiyelini gösterdiğini belirtiyor. karbon Bu yaklaşım, "mısır da içermesi gereken tahıl karışımından yapılan" burbon damıtmayla hiçbir zaman test edilmedi.

ZDistillery Atıklarını Sert Karbona ve Enerji Depolamak İçin Aktif Karbona Dönüştürme

Kentucky, Kanada ve Illinois'deki içki fabrikası sahipleri Barrios Cossio ve projenin baş araştırmacısı İngiliz kimyager Marcelo Guzman'ı niyetleri konusunda ikna ettikten sonra ekibin durgunluk örnekleri toplamasına izin verildi. Daha sonra, hidrotermal karbonizasyon yoluyla damıtıcıyı ince siyah bir toza dönüştürdüler. Bu, onu 10 litrelik bir 'reaktör'de basınca ve ısıya maruz bırakmayı da içeriyordu.

Bu temel malzeme, ekibin enerji depolayan karbonun iki farklı formunu oluşturmasına olanak sağladı. Grafit gibi fakat karbon tabakaları daha az düzgün istiflenmiş sert karbon oluşturmak için Birleşik Krallık ekibi onu bir fırında 392 Fahrenheit'e (200 santigrat derece) ısıttı. Ortaya çıkan malzemenin bileşimi, onu daha fazla lityum iyonu depolamak için ideal hale getiriyor ve böylece enerji depolama kapasitesini artırıyor.

Ekip, dönüştürülmüş katı maddeyi aktif karbona dönüştürmek için onu potasyum hidroksit ile karıştırdı ve 1.472 F'ye (800 C) ısıttı. Sonuçta ortaya çıkan son derece gözenekli karbon formu, büyük miktarda yükü depolamak için geniş iç yüzey alanını kullanabilir.

Süper Süper Kapasitörler Ticari Cihazlara Göre 25 Kat Daha Fazla Enerji Depoluyor

Durgunluktan türetilen aktif karbondan ilk prototip süper kapasitörlerini oluşturmak için ekip, iki aktif karbon elektrot arasında sıvı elektrolit bulunan standart çift katmanlı kapasitörler inşa etti. Yeni kapasitörler şarj edildiğinde yapılan testler, bunların kilogram başına 48 watt-saat'e kadar enerji depolayabildiğini ortaya çıkardı. Ekip, bu performansın piyasada satılan cihazlarla "eşit" olduğunu belirtti.

Daha sonra Barrios Cossio ve Guzman, durgunluktan türetilen karbonu bir süper kapasitör yapmak için kullandılar. Ekibin açıklamasına göre bu cihaz kategorisi, mühendislere sıradan kapasitörlerin hızlı deşarj hızları ile pillerin daha yüksek enerji depolama kapasitesi arasında bir 'uzlaşma' sunuyor.

Hem sert hem de aktif karbon numunelerini değerlendirdikleri için ekip, bir adet kapasitör tipi aktif karbon elektrot ve bir adet pil tipi sert karbon elektrot üretti. Daha sonra her iki prototip cihaza da lityum iyonları aşılandı. Barrios ve Guzman hibrit cihazlarını test ettiğinde, durgunluktan türetilen süper kapasitörler, geleneksel versiyonlara kıyasla "kilogram başına 25 kata kadar enerji" depoladı.

Ekip, süper kapasitörlerinin ticari olarak mevcut cihazlarla karşılaştırıldığında artan depolama kapasitesinin altını çizerken, bunların "tek bir cihazda iki farklı elektrot için bir tarımsal kaynağı kullanmanın yeni bir örneği" olduklarını da belirtti.

Barrios Cossio, "Bu atıklardan hibrit cihazlar üretilebilmesi benim için büyük bir keşifti" dedi. "Hibrit cihazlar yaygın değil. Yaygın değil ve yapımı da kolay değil."

Bilim İnsanları Gerçek Dünyadaki Bir Sorunla Mücadeleyi 'Süper Harika' Buluyor

Birleşik Krallık'taki araştırmacılar, süreci ticari uygulamalar için optimize etmeyi göz önünde bulundurarak, süper kapasitörlerin üstün enerji depolama yeteneklerinin altında yatan mekanizmaları incelemeyi planlıyor. Ayrıca sektöre sürdürülebilir bir alternatif sunmak için prototip cihazlarının daha büyük versiyonları üzerinde çalışıyorlar.

"Bir gün, bu teknoloji daha fazla yenilenebilir enerji kaynağının dahil edilmesiyle elektrik şebekesinin istikrara kavuşturulmasına yardımcı olabilir" diye açıkladılar.

Barrios Cossio ve Guzman, laboratuvarın dışında, cihazlarının ayrıntılı bir yaşam döngüsü analizini, teknolojik bir fizibilite değerlendirmesini ve genel bir ekonomik değerlendirmesini gerçekleştirmeyi umuyor. İdeal olarak, burbon damıtma tesisi damıtma suyunu kullanışlı, çok yönlü, potansiyel olarak değerli ticari ürünlere dönüştürmek için yeni, sürdürülebilir bir sürece katkıda bulunacaklar.

Araştırmanın kişisel faydalarını tartışırken her iki bilim insanı da Kentucky burbon endüstrisini rahatsız eden yerel bir soruna olası bir çözüm bulmanın "heyecanlı" olduklarını söyledi.

Guzman, "Bu proje, eyalet düzeyindeki endüstrilerle gerçek dünyadaki bir sorunla bağlantı kurmamıza olanak sağladı" dedi ve aynı zamanda ekibin, Almanya'nın Jena Friedrich Schiller Üniversitesi'ndeki Andrea Balducci'nin grubuyla olan işbirliğine de dikkat çekti. "Ve bu çok güzeldi."

“Elektrikli çift katmanlı ve Lityum-İyon süper kapasitörler için Bourbon viski atığından türetilmiş karbonlar” çalışması, Amerikan Kimya Derneği'nin (ACS) bahar toplantısında sunuldu. ACS Bahar 2026.

Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief'te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].