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

dabaszinātnes zinātne

Parakstīts līgums par valsts pētījumu programmas "Lauksaimniecības un meža resursu izpēte drošas un noturīgas Latvijas attīstībai" 2026.–2028. gadam projekta RISE AgriFoodLV īstenošanu

2026. gada 27. jūlijā Latvijas Zinātnes padome un Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju universitāte (LBTU) parakstījušas līgumu par projekta Nr. VPP-ZM-Lauksaimniecība-2026/1-0003 "Noturīgas, inovatīvas, ilgtspējīgas un efektīvas pārtikas sistēmas stiprināšana Latvijā (RISE AgriFoodLV)" (turpmāk – pr…

Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju universitāte

3. augusts, 2026. gads

humanitārās zinātnes un māksla zinātne

In memoriam. Mūžībā aizsaukts vēsturnieks, muzeja "Ebreji Latvijā" dibinātājs Marģers Vestermanis

Ceturtdien, 30. jūlijā, mūžībā aizsaukts muzeja "Ebreji Latvijā" dibinātājs un veidotājs, ilggadējais direktors un kurators, vēsturnieks, LZA loceklis, Triju Zvaigžņu ordeņa kavalieris, vēstures goda doktors Marģers (Meirs) Vestermanis (1925-2026), liecina muzeja "Facebook" kontā publicētā informāc…

delfi.lv

31. jūlijs, 2026. gads

zinātne zinātnieku pieredzes stāsti

OECD–ES aicina zinātniekus piedalīties aptaujā par viņu darba nozīmi un kopējo labsajūtu zinātnes karjerā

OECD aicina zinātniekus un jaunos pētniekus piedalīties OECD–ES Pētniecības un attīstības karjeru aptaujā! Veltiet desmit minūtes, lai palīdzētu veidot pētniecības un attīstības karjeru nākotni. Jūs esat viens no miljoniem pētniecības un attīstības jomas profesionāļu visā pasaulē, kuri veido z…

OECD

28. jūlijs, 2026. gads

zinātne sabiedrības veselība

Tā nav fantazēšana – reāli pētījumi, kas pavisam drīz būtiski var uzlabot smagu slimību ārstēšanu

Šis nav fantāzijas raksts par nākotnes medicīnu, kurā ar vienu burvju rīka pieskārienu izlabojam ķermenī visas vainas. Uzzināsim, ko mūsdienu zinātnes atklājumi patiešām tuvākajā desmitgadē varētu panākt cilvēku veselības uzlabošanā. Daļa no šīm iespējām jau patlaban tiek izmantotas, tikai ierobežo…

Linda Rozenbaha, Rīgas Stradiņa universitāte

16. jūlijs, 2026. gads