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 project sasniegumi

No notekūdeņiem līdz sabiedrības veselībai: Latvijā top unikāla monitoringa platforma

Sistemātiska un visaptveroša notekūdeņu un citu vides paraugu izpēte attiecībā uz ķīmiskām un toksiskām vielām, medikamentu atliekām, slimību ierosinātājiem un citiem bioloģiskiem riska faktoriem dod iespēju savlaicīgi pamanīt apdraudējumus un daudz precīzāk izvērtēt to iespējamo ietekmi uz cilvēku…

Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs

24. aprīlis, 2026. gads

zinātne

Gaisma, kas iedarbina ķīmiju: LU pētnieki izstrādā šķīdinātājus ilgtspējīgākām ķīmijas tehnoloģijām

LU Medicīnas un dzīvības zinātņu fakultātes (MDZF) Jonu šķidrumu un ilgtspējīgas ķīmijas laboratorijā veic jonu šķidrumu sintēzi un izpēti ar mērķi veicināt industriālu ķīmisko procesu ilgtspēju – radīt tādus jonu šķidrumus, kas vienlaikus kalpotu gan par šķīdinātāju (šķidrumu, kas nodrošina reaģēj…

LU Fonds

22. aprīlis, 2026. gads

zinātne

Apvienos divus Latvijā nozīmīgus medicīnas pētniecības institūtus; cer uz lielāku starptautisko konkurētspēju

No jūnija Latvijas Organiskās sintēzes institūts (OSI) un Latvijas Biomedicīnas centrs (BMC) kļūs par vienotu Nacionālo pētniecības un inovāciju institūtu. Abos ar medicīnu saistītajos zinātnes institūtos patlaban norit darbs, lai apvienotu administrāciju, un abu iestāžu vadība pauda, ka pārmaiņas …

Sintija Ambote | Latvijas Radio Ziņu dienests

21. aprīlis, 2026. gads

zinātne

Nozīmīgs solis bioinformātikas attīstībā: Latvija kļūst par ELIXIR novērotājvalsti

Šā gada 15.–16. aprīlī Apvienotās Karalistes Wellcome Genome Campus norisinājās Eiropas dzīvības zinātņu infrastruktūras bioloģiskajai informācijai konsorcija ELIXIR Padomes 25. sanāksme, kas pulcēja dalībvalstu pārstāvjus, novērotājvalstis un nacionālo mezglu vadītājus. Sanāksmes laikā tika pieņem…

Rīgas Stradiņa universitāte

20. aprīlis, 2026. gads