Tận dụng phế phẩm vỏ tôm, nhóm nghiên cứu Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc tìm ra phương pháp chế tạo vật liệu điện cực hiệu suất cao, ứng dụng trong phát triển siêu tụ điện. Kết quả nghiên cứu được đăng trên tạp chí Carbon.
Vỏ tôm được tận dụng để chế tạo vật liệu điện cực. Ảnh: Phys.
Vật liệu này dựa trên phương pháp hoạt hóa kiềm, sử dụng vỏ tôm tổng hợp thành vật liệu carbon xốp phân cấp (loại vật liệu được sử dụng trong chế tạo điện cực pin, siêu tụ điện). Cụ thể, vỏ tôm được làm khô, nghiền và xử lý sơ bộ trong dung dịch kiềm, sau đó được trộn với dầu sinh học nặng từ chất thải nông nghiệp để tạo thành carbon xốp phân cấp.
Sản phẩm hỗn hợp mang lại mức điện dung 351 F/g nhờ vào diện tích bề mặt riêng lớn. Tiến hành lắp thử nghiệm vào siêu tụ điện, kết quả cho thấy mật độ năng lượng đạt 20 Wh/kg ở mật độ công suất 350W/kg, cao hơn so với các vật liệu sinh khối khác.
Zhu Xifeng, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, carbon xốp phân lớp này cho mật độ năng lượng truyền tải ổn định, từ đó hiệu suất điện cực trong siêu tụ điện được cải thiện. "Phương pháp này được coi là giải pháp thân thiện với môi trường cho vấn đề lưu trữ năng lượng của xe điện và điện thoại thông minh đang phát triển nhanh chóng", Zhu nói.
Tôm đất là loại thực phẩm phổ biến nhất tại Trung Quốc trong khi 80% vỏ tôm càng trở thành chất thải và khoảng 100.000 tấn vỏ tôm thải ra hàng năm, mất nhiều chi phí xử lý. Phương pháp này giúp tận dụng hiệu quả nguồn phế phẩm nông nghiệp trong ngành chế tạo thiết bị.