Energiespeicher aus Hühnerfett

Kostengünstige Methode zur Umwandlung von Hühnerfettabfällen in elektrisch leitfähige Nanostrukturen

14.05.2024

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Die weltweite Entwicklung hin zu mehr nachhaltiger, grüner Energie hat die Stromreserven und die Nachfrage nach Energiespeichern erhöht. Leider können einige Materialien für diese Geräte teuer und ökologisch problematisch sein. Die Herstellung alternativer Energiespeicher aus Dingen, die normalerweise weggeworfen werden, könnte helfen, diese Probleme zu lösen. In der Zeitschrift ACS Applied Materials & Interfaces berichten Forscher nun über eine Methode zur Umwandlung von Hühnerfett in Elektroden auf Kohlenstoffbasis für Superkondensatoren, die Energie speichern und LEDs mit Strom versorgen.

Nach Angaben der Internationalen Energieagentur wird die weltweite Kapazität an erneuerbaren Energien im Jahr 2023 gegenüber dem Vorjahr um fast 50 Prozent zunehmen. Diese überschüssige Energie muss jedoch irgendwo gespeichert werden, damit die Welt später von ihrer Produktion profitieren kann. So haben beispielsweise die sonnigen Tage in Kalifornien in letzter Zeit zu negativen Energiepreisen geführt, weil ein Überangebot an Solarzellen auf den Dächern vorhanden war. Bei den jüngsten Bemühungen um die Entwicklung von Hochleistungsspeichern wurden Kohlenstoffmaterialien wie Graphen wegen ihres effizienten Ladungstransports und ihres natürlichen Vorkommens genutzt, aber ihre Herstellung ist teuer und verursacht Umweltverschmutzung und Treibhausgase. Auf der Suche nach einer alternativen Kohlenstoffquelle wollten Mohan Reddy Pallavolu, Jae Hak Jung, Sang Woo Joo und Kollegen eine einfache, kostengünstige Methode zur Umwandlung von Hühnerfettabfällen in elektrisch leitfähige Nanostrukturen für Superkondensator-Energiespeichergeräte entwickeln.

Die Forscher setzten zunächst eine Gasflammenpistole ein, um das Fett eines Huhns zu schmelzen, und verbrannten das geschmolzene Öl mit einem Flammendocht, ähnlich wie man es bei einer Öllampe tun würde. Anschließend sammelten sie den Ruß auf dem Boden eines Kolbens, der über der Flamme aufgehängt war. Die Elektronenmikroskopie zeigte, dass der Ruß kohlenstoffbasierte Nanostrukturen enthielt, die gleichmäßige kugelförmige Gitter aus konzentrischen Graphitringen waren, wie die Schichten von Zwiebeln. Die Forscher testeten eine Möglichkeit, die elektrischen Eigenschaften der Kohlenstoff-Nanopartikel zu verbessern, indem sie sie in eine Thioharnstofflösung eintauchten.

In die negative Elektrode eines asymmetrischen Superkondensators eingebaut, zeigten die aus Hühnerfett gewonnenen Kohlenstoff-Nanopartikel eine gute Kapazität und Haltbarkeit sowie eine hohe Energie- und Leistungsdichte. Wie vorhergesagt, wurden diese Eigenschaften weiter verbessert, wenn die Elektroden aus mit Thioharnstoff behandelten Kohlenstoff-Nanopartikeln hergestellt wurden. Die Forscher demonstrierten dann, dass der neue Superkondensator Echtzeitanwendungen durchführen kann - Aufladen und Verbinden von zwei von ihnen, um rote, grüne und blaue LEDs zum Leuchten zu bringen. Die Ergebnisse verdeutlichen die potenziellen Vorteile der Verwendung von Lebensmittelabfällen wie Hühnerfett als Kohlenstoffquelle bei der Suche nach noch grünerer grüner Energie.

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Originalveröffentlichung

Jyothi Nallapureddy, Thupakula Venkata Madhukar Sreekanth, Mohan Reddy Pallavolu, P. S. Srinivasa Babu, Ramesh Reddy Nallapureddy, Jae Hak Jung, Sang Woo Joo; "Strategic Way of Synthesizing Heteroatom-Doped Carbon Nano-onions Using Waste Chicken Fat Oil for Energy Storage Devices"; ACS Applied Materials & Interfaces, 2024-4-24

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