# 果殼可作儲能材料？NTU 團隊提供廢物利用新思路

URL: https://www.shicheng.news/zh-hant/v/pN8Yx
Published: 2021-07-23
Source: 獅城新聞

南洋理工大學致力於解決人類在實現**可持續發展**方面所面臨的重大挑戰，本項目中研究人員提出了**果殼廢物再利用**的創新思路，實現了從酸豆（又稱羅望子）的外殼中**提取出**生產交通工具能源裝置的**關鍵材料**。

酸豆是一種在全世界範圍食用的熱帶水果，在食品生產過程中它們的殼會被作為農業廢物而**丟棄**，由於**體積龐大**，在垃圾填埋時它們往往需要占據很大的空間。

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酸豆 Tamarind 圖片來源：EveryEye

這個小組由來自南洋理工大學、西挪威應用科技大學、阿拉嘎帕大學的研究人員組成，他們對**富含碳元素**的酸豆殼進行處理，將這些廢料轉化為**碳納米片**，這種材料是汽車、公交車、電動車、火車等交通工具的**儲能裝置**——超級電容的關鍵組成部分。

這項研究的指導教授說道：「通過一系列分析，我們發現由酸豆殼提取的納米片的性能在**多孔結構和電化學性能**方面與工業生產的納米片相當。製造納米片的過程也是生產活性碳納米片的標準方法。」

隨著納米片生產的規模擴大，它將可以替代工業生產的同類商品，並有利於**保護環境、減少浪費**。

**酸豆殼到碳納米片的轉化步驟**

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提取碳納米片的步驟 圖片來源：NTU

首先，研究人員將酸豆殼洗凈後置於100℃下**乾燥約6小時**，然後將其**研磨成粉末**。接著，這些粉末會被放入700-900℃的無氧爐中**烘烤**150分鐘，從而轉化為超薄的碳片。

日常生產中製造碳納米片的一種常用材料是**工業大麻纖維**。然而，在大麻經高溫轉化為碳納米片之前，它們先需要在180℃以上**加熱24小時**。這已經比以酸豆殼為原材料的整個製作流程多出3倍的時間，並且需要更高的溫度。因此，酸豆殼富含碳而且天然多孔，是製造碳納米片的**理想材料**。

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掃描電子顯微鏡下的碳納米片 圖片來源：ScienceDirect

碳納米片由排列成六邊形的**碳原子層**組成，就像蜂窩一樣。由於其多孔的結構加大了**表面積**，使得材料能夠**儲存大量電荷**，成為超級電容的重要材料。

由酸豆殼製作的納米片也表現出良好的**熱穩定性和導電性**，也成為儲能的理想選擇。

**團隊展望**

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團隊帶領者Dr Cuong Dang 圖片來源：NTU

該研究團隊希望與農業夥伴探索**擴大**碳納米片的生產規模，並努力**降低**生產過程所需的能源，並在更加環保的同時**改善**碳納米片的電化學性能。

他們還希望繼續研究利用**不同類型**的果皮或果殼生產碳納米片。

參考文獻：

1. "International research team led by NTU Singapore converts tamarind shells into an energy source for vehicles" NTU Media Release;

2. 「Cleaner production of tamarind fruit shell into bio-mass derived porous 3D-activated carbon nanosheets by CVD technique for supercapacitor applications」 ScienceDirect.

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