Aktīvā ogle ne tikai ūdens filtriem un gaisa attīrītājiem

Author
Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts

7. marts, 2025. gads

Aktivētā ogle ir plaši izmantota dažādās lietojumprogrammās, piemēram, ūdens attīrīšanā, gaisa filtrēšanā un ķīmiskajā separācijā, galvenokārt tās lielā virsmas laukuma un porainās struktūras dēļ. Tomēr ir svarīgi saprast, kas notiek šajos ļoti porainajos materiālos, jo gaisma tur iekļūt nevar, un citas metodes parasti parāda tikai šo miniatūro oglekļa daļiņu virsmu.

ARMS_activated_carbons (1).jpg
Ph.D. Ance Pļavniece un Dr. sc. ing. Aleksandrs Voļperts 

Viens no galvenajiem Latvijas Valsts Koksnes ķīmijas institūta (LVKĶI) pētniekiem Aleksandra Volperta un Ances Plavnieces pētījumiem ir jaunizveidoto oglekļa materiālu testēšana, izmantojot īpaši izstrādātu slāpekļa gāzes sorbcijas metodi pie ļoti zemām temperatūrām, kas ir 77 K, kas ir gandrīz -200 °C! Viens no svarīgākajiem sorptometrijas aspektiem, pētot aktivētās ogles, ir tās spējas sniegt ieskatu materiāla virsmas laukumā, poru tilpumā un poru izmēru sadalījumā. Veicot sorbcijas eksperimentus ar gāzēm vai šķidrumiem, pētnieki var noteikt, līdz kādam līmenim aktivētā ogle var adsorbēt dažādas vielas. Šie mērījumi atklāj adsorbcijas kapacitāti, kas ir būtiska, lai novērtētu materiāla efektivitāti dažādās lietojumprogrammās, sākot no piesārņotāju noņemšanas no ūdens līdz toksisku gāzu filtrēšanai no gaisa.

Šī metode ir visnozīmīgākā un informatīvākā šiem uzdevumiem ARMS projekta ietvaros, jo aktivētās ogles sorptometrijas pielietojums ir ļoti aktuāls superkondensatoru izstrādei. Superkondensatoru veiktspēja, kas balstās uz aktivētās ogles kā elektrodu materiālu, ir cieši saistīta ar materiāla specifisko virsmas laukumu un poru struktūru. Sorbcijas mērījumi palīdz optimizēt aktivētās ogles īpašības, lai uzlabotu enerģijas uzglabāšanas efektivitāti, cikla stabilitāti un jaudas blīvumu superkondensatoros. Izprotot adsorbcijas raksturlielumus molekulārajā līmenī, pētnieki var izstrādāt aktivētās ogles ar labāku veiktspēju, padarot sorptometriju par būtisku enerģijas uzglabāšanas tehnoloģiju attīstībā.

Sorptometrija palīdz izprast adsorbentu (vielas, kas tiek adsorbētas) un aktivētās ogles virsmas mijiedarbību. Tas ietver tādus faktorus kā adsorbcijas mehānisma veids, vai tas ir fizisks vai ķīmisks, kā arī temperatūras un spiediena ietekmi uz adsorbcijas procesu.

Sorbcijas izoterma parasti tiek iegūta no sorbcijas datiem, lai kvantitatīvāk izskaidrotu šīs mijiedarbības, un tiek piemērotas dažādas teorijas, lai iegūtu nepieciešamās īpašības.

Sorptometrija ir būtisks rīks, lai optimizētu aktivētās ogles sintēzi un pielietojumu, ļaujot pētniekiem precīzi pielāgot un uzlabot to īpašības, lai tās atbilstu konkrētām vajadzībām, piemēram, ARMS projektā – elektrodiem superkondensatoros ar dažādiem elektrolītiem. Sniedzot detalizētus ieskatus adsorbcijas raksturlielumos, tas palīdz izstrādāt efektīvākus un izmaksu ziņā izdevīgākus sorbentus un enerģijas uzglabāšanas materiālus.

saistītie raksti

zinātne pētījumi

Pētnieki testē dažādus apkures materiālus; atzinību izpelnās alus darīšanas atlikumi – drabiņas

Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) pētnieki testē apkures granulas, kas izgatavotas no visdažādākajiem augiem vai to atliekām, kā arī sola līdz gada beigām izstrādāt rīku, kas katram ļaus secināt, kā apkurināt mājokli pēc iespējas ekonomiskāk.  Ierasts, ka kurināšanai izmanto koksnes g…

Ilze Kuzmina, Latvijas Radio Ziņu dienesta korespondente

23. oktobris, 2025. gads

inovācija uzņēmējdarbība zinātne

"Alternative Plants" izstrādā divas jaunas aktīvās vielas kosmētikai

Latvijas biotehnoloģiju uzņēmums "Alternative Plants" ir izstrādājis divas jaunas aktīvās vielas, kas iegūtas no augu šūnām un paredzētas lietošanai pretiekaisuma un pretnovecošanās ādas kopšanas līdzekļos. Jauno aktīvo vielu izstrāde tika veikta kopā ar partneriem no 11 valstīm. T…

Labs of Latvia

20. oktobris, 2025. gads

zinātne inovācija

Latvijā top Nacionālais pētniecības un inovāciju institūts

Ministru kabinets (MK) apstiprinājis Izglītības un zinātnes ministrijas (IZM) sagatavoto rīkojuma projektu par valsts zinātnisko institūtu – Latvijas Organiskās sintēzes institūta (OSI) un Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centra (BMC) – apvienošanu, uz kuru bāzes tiks izveidots j…

Izglītības un zinātnes ministrija

14. oktobris, 2025. gads

kosmoss zinātne

Pirms 45 gadiem – Koksnes ķīmijas institūta zinātnieku radītais "Lotoss" devās kosmosā

1980. gadā kosmosa stacijā "Salūts-6" pirmoreiz kosmonautikas vēsturē tika veikts putupoliuretāna iegūšanas eksperiments mikrogravitācijas apstākļos, kas sniedza jaunas atziņas par ķīmiski tehnoloģisko procesu norisi bezsvara stāvoklī. Eksperimenta iekārtu "Lotoss", kas bija tapusi Latvijas …

Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts

13. oktobris, 2025. gads