Мягкая бурбонная масса перерабатывается в электроды для батарей

Самая большая проблема отходов виски может стать энергетическим решением.

Обычно смешивать бурбон с электричеством высокого напряжения — не самая лучшая идея. Тем не менее, химики из Университета Кентукки обнаружили потенциально мощное применение одному из самых досадных — и обильных — побочных продуктов виски. По словам исследовательской группы, отработанное зерно из ликеро-водочного производства можно перерабатывать в суперконденсаторы, которые не уступают коммерческим аналогам.

За каждой бутылкой бурбона стоят чаны с отходами. Большую часть этих ненужных остатков составляет барда — липкая, разваренная масса из зерна и кукурузы. А в Кентукки, где производится 95 процентов мирового бурбона, барды очень много.

«От конечного объема произведенного бурбона мы получаем в 6–10 раз больше отходов в виде барды , — пояснил в заявлении химик из Университета Кентукки Джозель Барриос Коссио. — Так что это серьезная проблема».

Хотя барду часто продают фермерам для кормления скота и обогащения почвы, работать с этим материалом непросто. Его транспортировка затруднена из-за высокой водянистости, а сушка обходится непомерно дорого. Однако если бы нашлось применение, оправдывающее затраты на превращение барды в другие материалы, это могло бы стать удобным и сравнительно экологичным решением давней проблемы. Именно это и поставили перед собой Барриос Коссио и его коллеги.

Особый интерес исследователей вызывала возможность использования барды в электродах для суперконденсаторов, накапливающих энергию. Такие устройства применяются повсеместно: от потребительской электроники до автомобильных тормозных систем и энергосетей. Предыдущие исследования показали, что другие сельскохозяйственные отходы, например кукурузное волокно, можно превращать в аналогичные материалы, поэтому Барриос Коссио и его коллега-химик Марсело Гусман задались вопросом, сработает ли то же самое с зерновой смесью — отходом бурбонного производства.

Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи подвергли стиллейдж воздействию огромного давления и высокой температуры в 10-литровом реакторе. В результате получился мелкий черный углеродный порошок, который затем нагрели до 200 градусов Цельсия (392 °F), получив твердый углерод, похожий на графит. Часть порошка также смешали с гидроксидом калия, после чего нагрели до 800 °C (1472 °F) для получения активированного угля. Первый материал отлично поглощает ионы лития и улучшает способность накапливать энергию, тогда как второй содержит большое количество заряда благодаря своей развитой внутренней поверхности.

Получив материалы из барды, команда приступила к созданию двухслойных конденсаторов с жидким электролитом, размещенным между электродами из активированного угля размером с монету. Лабораторные испытания показали, что их устройства ничуть не уступают коммерческим аналогам, накапливая до 48 ватт-часов на килограмм. В ходе дальнейших экспериментов был создан гибридный суперконденсатор, в котором объединили электроды из активированного и твердого углерода. В этом случае суперконденсаторы на основе барды превзошли существующие варианты примерно на 25 процентов.

«Для меня это стало настоящим открытием — что из этих отходов можно создавать гибридные устройства, — рассказал Барриос Коссио. — Гибридные устройства встречаются нечасто. Они не распространены и непросты в изготовлении».

Предстоит еще много работы по улучшению и оптимизации их конструкций, однако химики считают, что их разработки вскоре могут стать коммерчески жизнеспособной альтернативой современным суперконденсаторам. Во всяком случае, эта работа определенно заслуживает тоста.

Andrew Paul “Mushy bourbon sludge recycled into battery electrodes”

Перевод статьи «Mushy bourbon sludge recycled into battery electrodes» автора Andrew Paul , оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык