I mozziconi di sigarette riciclati per stoccare grandi quantità di energia

Uno studio sudcoreano: «Prestazioni superiori al grafene e ai nanotubi di carbonio»

[6 agosto 2014]

Si stima che nel mondo finiscano nell’ambiente i mozziconi di ben 5,6 trilioni di sigarette, pari cioè 766.571 tonnellate, e un team di ricercatori sudcoreani della Seoul National University  ha pubblicato su IopScience – Nanotecnology lo studio “Preparation of energy storage material derived from a used cigarette filter for a supercapacitor electrode” che potrebbe rappresentare un’inattesa soluzione per questo gigantesco problema (di corretta gestione e di possibile riciclo) di rifiuti.

Detto che è sempre meglio non fumare, sia per ragioni di salute che per il micro-inquinamento diffuso che impesta anche le nostre spiagge, è certamente una buona notizia il fatto che il team di ricercatori sudcoreani (Minzae Le, Gil-Pyo Kim, Hyeon Don Song, Soomin Park e Jongheop Yi) sia riuscito a convertire i mozziconi di sigaretta in un materiale ad alte prestazioni che potrebbero essere integrato in computer, palmari, veicoli elettrici e turbine eoliche per immagazzinare energia. Presentando i loro risultati i ricercatori hanno detto che il loro materiale da mozziconi riciclati ha prestazioni di stoccaggio dell’energia superiori al grafene e ai nanotubi di carbonio e sperano che il nuovo materiale possa essere utilizzato per rivestire gli elettrodi dei supercondensatori, i componenti elettrochimici in grado stoccare grandi quantità di energia elettrica, mentre allo stesso tempo offrono una soluzione al crescente problema ambientale dei mozziconi di sigarette, soprattutto in Asia, dove il fumo è in aumento..

Nono degli autori dello studio, Jongheop, ha spiegato: «Il nostro studio ha dimostrato che i filtri di sigarette usati possono essere trasformati in un materiale ad alte prestazioni a base di carbonio, utilizzando un semplice processo graduale, che offre allo stesso tempo un soluzione verde per soddisfare le richieste energetiche della società. Numerosi Paesi stanno sviluppando norme rigorose per evitare che migliaia di miliardi di filtri usati di sigarette, tossici e non biodegradabili, vengano smaltiti nell’ambiente ogni anno, il nostro metodo è solo un modo di raggiungere questo obiettivo».

Il carbonio è il materiale più utilizzato per i supercondensatori , grazie al suo basso costo, elevata area superficiale, all’elevata conducibilità elettrica ed alla stabilità a lungo termine. In tutto il mondo gli scienziati di sono al lavoro per migliorare le caratteristiche di supercondensatori, in particolare la densità energetica e di potenza e il ciclo di stabilità, intanto cercano di ridurre i costi di produzione.

Lo studio sudcoreano dimostra le fibre di acetato di cellulosa delle quali d sono spesso composti i filtri potrebbero essere trasformate in un materiale a base di carbonio utilizzando la pirolisi. Da questo tipo di combustione viene fuori un materiale “supercapacitive” che  contiene una serie di minuscoli pori e che aumenta le prestazioni di stoccaggio.

Yi conclude: «Un materiale “high-performing supercapacitor” dovrebbe avere una grande superficie, che può essere ottenuta inserendo nel materiale un gran numero di piccoli pori. Una combinazione di pori di  diverse  dimensioni assicura che il materiale abbia elevate densità di potenza, il che è una proprietà essenziale in un supercondensatore per la rapidi carichi e scarichi. Una volta realizzato, il materiale a base di carbonio è stato collegato a un elettrodo e testato in un sistema a tre elettrodi per vedere come il materiale possa assorbire ioni elettrolitici (carica) e poi rilasciare ioni elettroliti (scarica). Il materiale ha stoccato una maggiore quantità di energia elettrica rispetto al carbonio commercialmente disponibile ed ha anche una maggiore quantità di stoccaggio rispetto al grafene e ai nanotubi di carbonio, come riportato in studi precedenti».