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

starptautiskā sadarbība zinātne

Eiropas iniciatīva #ChooseEurope: pētniecības iespējas arī Latvijā

Eiropas Komisija (EK) 2025. gadā uzsākusi starptautisku iniciatīvu #ChooseEurope, kuras mērķis ir stiprināt Eiropas kā pievilcīgas pētniecības telpas atpazīstamību un veicināt pētnieku profesionālo mobilitāti. Iniciatīvu atbalsta arī Izglītības un zinātnes ministrija, akcentējot Latvijas iesaisti s…

researchLatvia | Latvijas Zinātnes padome

12. decembris, 2025. gads

zinātne pētījumi sabiedrības veselība

Organiskās sintēzes institūta pētnieki meklē jaunus risinājumus dzīvībai bīstamu sēnīšu infekciju ārstēšanai

Organiskās sintēzes institūta pētnieki meklē jaunus risinājumus dzīvībai bīstamu sēnīšu infekciju ārstēšanai. Ja cilvēka imunitāte ir ļoti novājināta, patogēnās sēnes spēj no gļotādām nonākt asinīs un izraisīt sistēmisku infekciju jeb kandidēmiju, kas var skart sirdi, nieres, aknas vai smadzenes. P…

Sintija Ambote | Latvijas Radio Ziņu dienests

8. decembris, 2025. gads

sasniegumi zinātne

Izdevums "Latvian Academy of Sciences. Yearbook 2025" atklāj vadošās tendences un sasniegumus Latvijas zinātnē un pētniecībā

Izdevums "Latvian Academy of Sciences. Yearbook 2025" atklāj vadošās tendences un sasniegumus Latvijas zinātnē un pētniecībā Klajā nācis Latvijas Zinātņu akadēmijas sagatavotais izdevums, kurā apkopota informācija par 2024. gada zinātnes sasniegumu konkursa laureātiem – fundamentālajiem un lietišķa…

Latvijas Zinātņu akadēmija

8. decembris, 2025. gads

zinātne sasniegumi zinātnes komunikācija

RSU Gada doktoranta 2025 radītā mākslīgā intelekta programma skaita šūnas ātrāk par cilvēku

"Zinātne mani aizrauj, tādēļ esmu šeit! Es jau skolas laikā zināju, ka vēlos strādāt zinātnē. Tā mani fascinē, jo nekad nav garlaicīgi – visu laiku pēti jaunas lietas, atklāj nezināmo," tā sparīgi saka balvas Rīgas Stradiņa universitātes (RSU) Gada doktorants 2025 ieguvējs Edgars Edelme…

Linda Rozenbaha | RSU Sabiedrisko attiecību nodaļa

5. decembris, 2025. gads