橫行歐美的有毒外來種大豕草新歸處?變成超級電容電極

發佈日期: 2019 年 09 月 03 日 15:02 | 作者: | 分類: 產業資訊

大豕草(Hogweed)雖然外觀華麗又會綻放可愛小白花,但它的汁液有毒,一旦沾上、陽光曝曬後就會起水泡、灼傷症狀,進眼嚴重還會失明,被英國和許多歐洲國家列為有害雜草與外來入侵種。最近俄羅斯科學家發現這種野草擁有出乎意料的用途:變成超級電容的電極。

超級電容是集電池與電容優點於一身的儲能設備,雖然與電池相比,超級電容的儲電容量較低,但因為是以物理方式儲存電力,具有充電速度快、壽命長、耐高溫高壓且安全性高等優點。

超級電容的儲電方式分為兩種,分別是雙電層電容與偽電容,前者以高表面積的碳材料做為電極,電極材料只用來吸收電荷,並不會與電解質發生反應,目前許多科學家都正在尋找環保、耐用的碳材料,像是椰子、杏仁、核桃殼之類的農業廢棄物尤其受矚目。

而俄羅斯莫斯科國立鋼鐵學院(NUST MISIS)最近發現,歐美常見、避恐為之不吉的大豕草,它的莖其實是個不錯的電極材料,為天然的多孔結構。

在研究中,團隊首先將莖分段切成 1 公分長,用鹽酸去除其中的無機化合物,清洗並乾燥後,之後就在 400℃ 高溫、二氧化碳飽和的環境下把大豕草莖壓碎,最後把所得材料與氫氧化鉀混合後,在 900℃ 的溫度下製造出 2 到 4nm 大小的多孔表面。

大豕草超級電容電極。(圖片來源:NUST MISIS

超級電容最重要的參數就是容量,而團隊實驗指出,大豕草莖製作而成的電極容量跟傳統材料一樣,雖然說石墨烯是例外,容量一定比較高,但用植物廢棄物總是比較環保,NUST MISIS 化學系副教授 Oleg Levin 表示,從這個角度來看,這項研究的前景相當不錯。

只不過雖然說大豕草不難種,當初還是以景觀植物進入歐美,但它終究是有毒的外來種,包括葉片、種子、花朵、根莖都有汁液,其實並不適合大範圍種植,NUST MISIS 物理化學系主任 Mikhail Astakhov 表示,如果要收集大豕草,可能要遊遍俄羅斯各地。

如果採用這種收集方法,可能會出現儲備量不足的情形,因此要將大豕草做成超級電容電極材料的話,科學家們還須要想想怎麼採集才好。

(合作媒體:科技新報。首圖來源:Neil Williamson via Flickr CC BY-SA 2.0)

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