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废纸改造成为海绵电池,构建超级电容器
废纸改造成为海绵电池,构建超级电容器
2014-08-07 17:31:54
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到底该怎么处理一些废纸?难道要找一个大纸篓?如今人们可以使用废纸去进行能量储存。化学反应实现能量储存是传统的电池的储存方式,但这种电池的充电的过程需要耗费不短的时间。
而电超级电容器容器可以利用电场来储存能量,即可以快速充电和释放能量,但每次只能储存较少的能量。
为了提高储能并保持充放电速度,科学家们正在研究一种超级电容器.这种电容器往往采用多孔碳的形式,储存能量就像海绵吸水一样。许多商业超级电容器采用椰子壳(一种供应量相对有限的商品)衍生的碳。也有人想到用石墨,但是碳薄片是制造成本较高的材料。所以我们需要一个更便宜的选择,那能是什么呢。
“在我清理我的书桌的时候,我想:能不能用那些办公室里的废纸呢?”来自印度浦那国家化学实验室的Satishchandra Ogale说。
他的团队立即行动了起来,把这些废纸切成小条,然后对它们进行一系列的加热和冷却工艺处理.其中包括在180℃下同硫酸进行混合,并在800℃下碳化。最终,他们制备出一种布满了特定微观结构的碳,这种形式的碳具有超过了2300 m2/g的超大的表面积,利于储存能量。
研究小组随后用这种碳和电解质凝胶制备出一个超级电容器。作为超级电容器的材料,由废纸得来的这种碳在储存电荷上和其他先进碳材料类似,但同时又具有自己独特的优势——原材料是废纸。没有参加这项研究中的英国诺丁汉大学的George Chen也赞叹道这项研究的环保性——“这种过程可能不会像传统上废纸回收那样经济合算,但是一旦该技术得以实现,废纸可能有一天被用来存储由风力发电场产生的能量,或为电动汽车充电”。
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元素百科资讯频道:侯德榜是一位杰出的科学家。他打破了苏尔维集团70多年对制碱技术的垄断,发明了世界制碱领域最先进的技术,并为祖国的化工事业奋斗终生。他犹如一块坚硬的基石,与范旭东、陈调甫等实业家、化学家一起, 托起了中国现代化学工业的大厦。他就是被人们称为“国宝”的侯德榜先生。
侯德榜制碱历史背景
纯碱(碳酸钠)是工业中不可缺少的重要原料。最初,人们从盐碱地或盐湖中获取纯碱,但远远满足不了工业生产的需要。1862年,比利时人苏尔维以食盐、氨、二氧化碳为原材料,成功制取了碳酸钠。此后,英、法、德、美等国家相继建立了大规模生产纯碱的工厂,并组织了苏尔维工会,对会员国之外的国家实行技术封锁。当时,我国所需纯碱均从英国进口。一战期间,梗塞的欧亚交通导致纯碱缺乏,一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。
侯德榜科学发明故事
侯德榜是福建闽侯人。1920年在美国哥伦比亚大学获博士学位。他主要研究制碱,也精通土建、机械、电工、化工等工艺技术,回国后担任永利制碱厂总工程师和厂长。
第一次世界大战期间,国际托拉斯垄断了制碱业,我国许多民族工业被迫停产。强烈的振兴民族工业的热情,使侯德榜回国后投身于制碱工业。当时较为先进的苏维尔制碱工艺由英美等国严密垄断,对外绝对保密,外人无从染指。侯德榜抱着外国人能做到的中国人也能做到的决心,全身心扑在改进制碱工艺和设备上,1928年永利厂终于投产。两年后,中国的“红三角”牌纯碱闯进了在美国费城举办的万国博览会,获得金质奖章。这时,只要以专利出售,侯德榜马上可以黄金到手。但他出乎人们意料,于1931年写成《制碱》一书,1932年在美国出版,把人们梦寐以求的制碱法做为厚礼献给了全世界。
紧接着,侯德榜又在南京筹建硫酸铵厂。从厂址的选择到设备的采购都经过他周密的安排。为了引进外国先进工艺,他在委托美国有关工厂设计图纸时,要求考虑到我国的国情,他还将700多张图纸亲自作了修改。
制造硫酸铵的核心设备是氨合成塔,从美国运来的这一设备重100 吨,当时我国不具备这样的装运能力。侯德榜自己动手,设计制造了两架大吊车,联合“接架”,把合成塔安装就位。为了节约资金,设备分别来自英、美、德、瑞士等国的许多厂家,也有中国制造的。经过侯德榜的精心安排,这些设备安装在一起,配套成龙。1937年,铵厂首次试车成功。当时日本侵略者垂涎这个亚洲第一流的化工厂,但侯德榜“宁肯给工厂开追悼会,也决不与侵略者合作!”后来,侯德榜经过千辛万苦,把重要机件设备拆开,分批西迁,坚持生产,并且不断改进工艺,使食盐的利用率达到95% ,降低了纯碱的成本,还生产出氯化铵。这是世界制碱工艺的重大突破,因而震动了化工界。从此,中国化工技术一跃登上了世界舞台。1943年,永利厂将这种新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。从此,侯德榜成了世界闻名的制碱大王。
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