Un gruppo di scienziati della Corea del Sud ha convertito mozziconi di sigaretta usati in un materiale ad alte prestazioni che potrebbe essere integrato nei computer, dispositivi palmari, veicoli elettrici e turbine eoliche per immagazzinare energia.

Presentando oggi le loro scoperte, 5 agosto 2014, nel diario Nanotecnologia , i ricercatori hanno dimostrato le prestazioni superiori del materiale rispetto al carbonio disponibile in commercio, grafene e nanotubi di carbonio.

Si spera che il materiale possa essere utilizzato per rivestire gli elettrodi dei supercondensatori, componenti elettrochimici in grado di immagazzinare quantità estremamente elevate di energia elettrica, offrendo allo stesso tempo una soluzione al crescente problema ambientale causato dai filtri delle sigarette usate.

Si stima che fino a 5,6 trilioni di sigarette usate, o 766, 571 tonnellate, vengono depositati nell'ambiente in tutto il mondo ogni anno.

Co-autore dello studio Professor Jongheop Yi, dell'Università Nazionale di Seul, ha dichiarato:"Il nostro studio ha dimostrato che i filtri per sigarette usate possono essere trasformati in un materiale a base di carbonio ad alte prestazioni utilizzando un semplice processo in un unico passaggio, che offre contemporaneamente una soluzione verde per soddisfare le esigenze energetiche della società.

"Numerosi paesi stanno sviluppando norme rigorose per evitare i trilioni di filtri per sigarette usati tossici e non biodegradabili che vengono smaltiti nell'ambiente ogni anno:il nostro metodo è solo un modo per raggiungere questo obiettivo".

Il carbonio è il materiale più popolare di cui sono composti i supercondensatori, per il suo basso costo, superficie elevata, elevata conducibilità elettrica e stabilità a lungo termine.

Scienziati di tutto il mondo stanno attualmente lavorando per migliorare le caratteristiche dei supercondensatori, come la densità di energia, densità di potenza e stabilità del ciclo, cercando anche di ridurre i costi di produzione.

Nel loro studio, i ricercatori hanno dimostrato che le fibre di acetato di cellulosa di cui sono principalmente composti i filtri delle sigarette potrebbero essere trasformate in un materiale a base di carbonio utilizzando un semplice, tecnica di combustione in un solo passaggio chiamata pirolisi.

Come risultato di questo processo di combustione, il materiale a base di carbonio risultante conteneva una serie di minuscoli pori, aumentando le sue prestazioni come materiale supercapacitivo.

"Un supercondensatore ad alte prestazioni dovrebbe avere un'ampia superficie, che può essere ottenuto incorporando un gran numero di piccoli pori nel materiale, "continuò il professor Yi.

"Una combinazione di diverse dimensioni dei pori assicura che il materiale abbia densità di potenza elevate, che è una proprietà essenziale in un supercondensatore per la carica e scarica rapida."

Una volta fabbricato, il materiale a base di carbonio è stato attaccato a un elettrodo e testato in un sistema a tre elettrodi per vedere quanto bene il materiale potesse assorbire ioni elettroliti (carica) e quindi rilasciare ioni elettroliti (scarica).

Il materiale immagazzinava una maggiore quantità di energia elettrica rispetto al carbonio disponibile in commercio e aveva anche una maggiore quantità di stoccaggio rispetto al grafene e ai nanotubi di carbonio, come riportato in studi precedenti.