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 zinātnes politika

Latvijas zinātnes kopienu aicina novērtēt pētniecības vidi Latvijā

Kā zinātnes kopiena vērtē darba vidi Latvijā, ar kādiem izaicinājumiem saskaras ikdienā un profesionālajā attīstībā un kādi uzlabojumi būtu nepieciešami? Lai iegūtu plašāku priekšstatu par situāciju no tajā strādājošo skatpunkta, Latvijas Zinātnes padome sadarbībā ar Izglītības un zinātnes ministri…

Latvijas Zinātnes padome

1. oktobris, 2026. gads

zinātne

Latvijā taps 10 miljonu eiro vērts aizsardzības MI pētniecības centrs

Eiropas aizsardzības tehnoloģiju uzņēmums “NestAI” paziņojis par jauna pētniecības un izstrādes (R&D) centra atvēršanu Latvijā. Projekta ietvaros uzņēmums tuvākajos gados plāno investēt 10 miljonus eiro un izveidot komandu līdz 30 zinātniekiem un inženieriem, lai attīstītu mākslīgā intelekta (M…

kursors.lv

29. septembris, 2026. gads

zinātnes komunikācija zinātne

Laima Vēvere par darbu zinātnē un Latvijā radītu materiālu nesējraķetei “Ariane 6”

Laima Vēvere zinātnē nonāca, meklējot profesiju, kurā nebūtu rutīnas. Jau 15 gadus viņa strādā Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūtā (LVKĶI) un pēta no atjaunojamām izejvielām iegūstamus poliuretāna materiālus, tostarp to izmantošanu kriogēnajā izolācijā. Viņas un kolēģu izstrādātie izolācijas …

Izglītības un zinātnes ministrija

28. septembris, 2026. gads

sasniegumi zinātne

LU profesors Andrejs Cēbers saņem prestižo R. E. Rozensveiga medaļu par izciliem sasniegumiem magnētisko šķidrumu pētniecībā

Šovasar, no 5. līdz 10. jūlijam, Vīnē norisinājās 17. Starptautiskā magnētisko šķidrumu konference (The 17th International Conference on Magnetic Fluids (ICMF17) ). Tās laikā Latvijas Universitātes (LU) Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes (EZTF) Fizikas nodaļas profesors Andrejs Cēbers saņēma…

Latvijas Universitāte

25. septembris, 2026. gads