Superkondenzátor vyrobený z použitých sorbentů pro čištění vody překonává komerční materiály pro ukládání energie

Pomocí funkcionalizovaného grafenu se jim podařilo účinně odstranit farmaceutické znečišťující látky z vody a následně přímo – bez jakékoli další úpravy – přeměnit použité sorbenty na elektrody pro tzv. superkondenzátory. Tyto elektrody překonaly výkonnost původních materiálů až o 100 procent a jsou velmi slibné pro využití v moderních technologiích ukládání energie. Výsledky jejich práce publikoval prestižní časopis Journal of Colloid and Interface Science. 

Vědci z VŠB-TUO se zaměřili na dvě obrovské výzvy současné společnosti. Jedná se o přístup k čisté vodě, kdy téměř 80 procent světové populace čelí vysokému riziku nedostatku pitné vody, a o vývoj udržitelných technologií ukládání energie. Lithiové iontové baterie, které reprezentují zdaleka nejpoužívanější zdroj pro ukládání energie, totiž mají mnohé limity, jako je jejich omezená životnost, relativně dlouhá doba nabíjení a riziko přehřátí či vzplanutí při poškození.

„Je potřeba hledat jednoduchá a levná řešení pro čištění vod. Grafenové materiály umíme připravovat i chemicky upravit v průmyslové škále a využít je jako efektivní sorbenty pro odstraňování řady farmaceutických polutantů ze znečištěných vod. Ukázali jsme mimořádnou efektivitu odstranění tradičních léčiv, jako jsou ibuprofen, diclofenac či paracetamol. Použité 2D sorbenty navíc byly velmi účinné pro vývoj nové generace tzv. superkondenzátorů. Ty vynikají oproti Li-bateriím velmi rychlým nabíjením a vybíjením, vysokou životností a odolností vůči extrémním teplotám. Díky těmto vlastnostem jsou vhodné zejména pro aplikace vyžadující rychlé dodání nebo absorpci energie,“ uvedl Aristeidis Bakandritsos působící v CEET a CATRIN.

Významné zlepšení výkonu a cyklické stability je výsledkem silné adsorpce znečišťujících látek, která zvyšuje redoxní aktivitu a zlepšuje transport náboje. Tyto vlastnosti byly potvrzeny teoretickými výpočty, které prováděl tým profesora Pavla Hobzy působící na IT4 Innovations.

„Spojení čištění vody a ukládání energie do jednoho uzavřeného cyklu je zcela unikátní přístup, který může výrazně přispět k řešení dvou aktuálních globálních problémů – nedostatku čisté vody a potřeby udržitelných zdrojů energie,“ zdůraznil vedoucí Materiálově-environmetální laboratoře CEET Radek Zbořil.

Text: Martina Šaradínová, PR manažerka REFRESH