應用廢棄羅望子殼於奈米碳片的製造
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2021-09-22
羅望子(Tamarind)是一種熱帶水果，它的殼在生產過程中通常會被視為農業廢棄物丟棄。由於它們體積龐大，羅望子殼在垃圾掩埋場佔據了相當大的空間。然而，由新加坡南洋理工大學(NTU Singapore)領導的國際科學家團隊找到了解方，該團隊由來自新加坡南洋理工大學、挪威西挪威應用科學大學(Western Norway University of Applied Sciences)和印度阿拉加帕大學(Alagappa University)的研究人員組成。
奈米碳片(carbon nanosheets)由排列成六邊形的碳原子層組成，如同蜂巢一樣，其多孔結構讓它有著相當大的表面積，有助於材料儲存大量電荷，因此為儲存能量的良好材料。奈米碳片是超級電容器(supercapacitors)的關鍵組成部分，而超級電容器主要應用於汽車、巴士、電動汽車、火車和電梯的能量儲存設備。透過處理富含碳且具天然多孔性的羅望子殼，科學家團隊將廢棄羅望子殼轉化為奈米碳片，研究人員認為該技術在擴大規模後或許可以做為工業生產之同類產品的環保替代品，同時還能減少浪費。
在製造過程中，研究人員將羅望子果殼清洗後，於100°C下乾燥約6小時，然後將其研磨成粉末。接著在無氧狀態下，於700-900°C的爐中烘烤150分鐘，將它們轉化為超薄碳片，即為奈米碳片。相較之下，常見用於生產碳奈米碳片的工業大麻纖維首先需要在180°C以上加熱24小時，加熱溫度比羅望子殼要高，時間亦更長，後續再進一步以高溫將它們轉化為奈米碳片。
領導這項研究的南洋理工大學電機與電子工程學院助理教授 (Steve) Cuong Dang表示，藉由一系列分析發現，由羅望子殼製成的奈米碳片，其性能與工業製造的同類產品在多孔結構和電化學性能方面表現相當，羅望子殼衍生的奈米碳片還表現出良好的熱穩定性和導電性，使其成為有潛力的儲能選擇之一。
研究人員希望能與農業夥伴一起開發更大規模的奈米碳片生產，並致力於減少生產過程所需的能源，該團隊亦希望能再改善其奈米碳片的電化學性能，以及探索使用不同類型的果皮或果殼來生產奈米碳片的可能性。【延伸閱讀】麥桿廢棄物未來將可作為新的生物性化學物(品)原料來源之一
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