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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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目前人们最关心的,除了仍然严峻且复杂的疫情外,当属口罩紧缺这一问题。现在不仅药店、超市、便利店没有口罩在售,而且各大电商平台也都纷纷售罄,面对“一罩难求”且家里口罩库存告急的情况,如何有效节省口罩呢?减少外出,正确地使用口罩是关键。首先,减少外出,是最有效地节省口罩的方法。另外,普通群众在非疫区,空旷且通风的场所,可以不佩戴口罩。其次,在前往人员密集、医院或疫区需要佩戴口罩的情况下,要正确掌握佩戴和摘脱口罩的方法。佩戴时,要先洗手,然后将有金属条的部位朝上,浅色面贴着口鼻,深色面朝外,接着将两端的绳子挂在耳朵上,然后用手压紧鼻梁两侧的金属条,使口罩上端紧贴鼻梁,最后向下拉伸口罩,使口罩不留有褶皱,完全覆盖鼻子和嘴巴。摘脱时,注意不要触碰口罩的外层,可通过取掉挂在耳朵上的绳子将其摘下,后丢弃到垃圾桶,然后要及时洗手,保证手部卫生。近日,钟南山院士在接受采访时也呼吁大家不要浪费口罩,同时表示口罩无需一次一换,保护的好是可以再次使用的。科学保存口罩非常必要。口罩之所以能够起到防护作用,主要是由于过滤层,如果过滤层被分泌物弄湿或者弄脏,其防护性能就会下降,一般不建议一次性口罩再次使用。但是由于目前一罩难求,口罩要省着用。所以如果是健康人群戴过,未接触过疑似或确诊患者且外观完好、无异味或脏污的口罩,自然晾干后可以下次用。需要注意的是,口罩临时取下时,不要直接折叠后放入口袋等地方,最好于通风处摊开,避免内面与外面有接触污染的可能。另外,不建议使用网上所说的一次性口罩蒸煮、酒精喷洒后可重复使用的方法,因为一次性口罩表面的防水层可能在会在蒸煮、酒精侵袭后损伤,产生肉眼看不到的裂隙,造成口罩防护效果失效。值得强调的是,所以即使在口罩紧缺情况下,如果出入过疫区,或者是存在乏力、发热等症状的疑似病人戴过的口罩,一定要及时更换,并按医疗废物收集、处理。
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抗击疫情特殊时期,戴口罩是降低感染新型冠状病毒最重要最有效的防控措施之一。目前由于口罩防护用品资源紧缺,网上出现很多关于一次性口罩消毒后可重复使用的方法,如水洗、喷酒精、紫外灯消毒等。这些很快得到专家的辟谣,那么为什么一次性口罩不能通过水洗、喷酒精方式消毒后再利用呢?专家建议,疫情防控期间,普通人佩戴一次性医用口罩就可以起到很好的防护效果,3M、爱马斯、霍尼韦尔、麦迪康、生工等品牌都是不错的选择。一次性医用口罩分为三层,通常由用两层无纺布和过滤纸制作而成,外层有阻水作用,可防止飞沫进入口罩里面;中层起过滤效果,最为关键;近口鼻的内层则主要用来吸湿,保证佩戴的舒适感。一次性医用口罩之所以能够起到防护效果,主要是由于中间过滤层的作用,过滤层所用的熔喷无纺布主要材质是聚丙烯,是一种超细并带静电的纤维布,由无数的超细并带静电短纤维,通过机械力作用相互交织抱合而成。在静电力和范德华力的共同作用下,可以使飞沫和灰尘黏附到到致密的短纤维上,强大的吸附力可以很好的将飞沫和粉尘捕捉。而水洗、喷酒精、照射紫外线都会对过滤层造成损害,降低口罩的防护性能。水洗或蒸会破坏口罩的过滤层,降低防护效果。水洗或清蒸会导致水进入到过滤层,从而使过滤层中的电荷迅速消失,导致过滤效果大幅下降。而且聚丙烯熔喷材料纤维非常细,不耐高温,如果温度大于80℃时就会收缩变形,导致结构破坏,防护效果降低。酒精能够杀灭病毒,但会破坏口罩外层防水效果,加速过滤层失效。75%的乙醇(酒精)可以杀死新型冠状病毒活性,但是用酒精喷涂口罩会破坏口罩外层防水结构,原因是酒精的表面张力和水有很大不同,用酒精处理过的口罩材料对水(血液、唾液)的吸收会增强,这会加速口罩过滤层失效。紫外线照射会破坏口罩过滤层结构,降低过滤效果。过滤层所用的熔喷无纺布主要材质是聚丙烯,是一种超细并带静电的纤维布,可以捕捉飞沫和粉尘。这种热塑性高分子材料的耐老化性差,对紫外线非常敏感。一旦经过紫外线照射,会加速氧化降解,导致过滤性能大幅降低。所以网上所说的水洗、喷酒精等一次性口罩消毒方法并不可取,如果口罩紧缺,不得已需要重复使用的话,建议最好将其置于干净且通风的环境自然晾干。相关链接:3M、爱马斯、霍尼韦尔、麦迪康、生工