山东科学家变废为宝，将落叶转化为多孔碳，制成超级电容器

中国北方的道路上布满了凤凰树，在秋天产生了大量的凤凰树落叶。这些叶子通常在寒冷的季节燃烧掉，加剧了国家的空气污染问题。中国山东的调查人员最近发现了一种将有机废物转化为多孔碳材料的新方法，这种材料可以用来生产高科技电子产品。《可再生能源与可持续能源期刊》中报道了这一进展。

研究人员使用了一个多步骤，但简单的过程，将树叶转化成一种可以被纳入电极作为活性物质的形式。干燥的叶子首先被磨成粉末，然后加热到摄氏220度，持续12个小时。这产生了一种由微小的碳微球组成的粉末。然后用氢氧化钾溶液处理这些微球，并通过增加温度从450到800摄氏度来加热。

这种化学处理腐蚀了碳微球表面，使其非常多孔。最终的产物，一种黑色碳粉，由于存在于微球表面化学蚀刻的细小孔隙，其表面积非常高。高表面积使最终产品具有非凡的电气性能。研究人员在多孔微球上进行了一系列标准的电化学测试，以量化它们在电子设备中使用的潜力。这些材料的电流电压曲线表明，该物质可以成为一个很好的电容器。进一步的测试表明，这些材料实际上是超级电容器，具有特定的367法拉/克的电容，比一些石墨烯超级电容器的数值高出三倍以上。电容器是一种广泛使用的电子元件，它通过对两个导体的电荷来存储能量，通过绝缘体彼此分离。超级电容器通常可以存储10 - 100倍于普通电容器的能量，并且能够比典型的可充电电池更快地接受和交付充电。由于这些原因，超电容材料对各种能源存储需求有着巨大的前景，特别是在计算机技术、混合动力或电动汽车上。

该研究由齐鲁科技大学主导，一直致力于寻找将废弃物转化为多孔碳材料的方法，这些材料可以用于储能技术。除了树叶，团队和其他人已经成功地将土豆废料、玉米秸秆、松木、稻草等农业废弃物转化为碳电极材料。研究人员希望通过优化制备工艺，并允许对原料的掺杂或改性，进一步提高多孔碳材料的电化学性能。

从凤凰树叶中提取出来的多孔碳微球的超容性，比从其他生物材料中提取的碳粉要高得多。细孔结构似乎是这一特性的关键，因为它促进电解质离子与碳球表面的接触，以及增强离子在碳表面的传递和扩散。研究人员希望通过对这些电化学性能进行优化，并允许对原材料进行掺杂或修改，从而进一步提高这些电化学性能。