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

Sākts pētījums par olu čaumalu un membrānu izmantošanu kalcija un kolagēna ražošanai

Olu čaumalas un membrānas parasti tiek uztvertas kā atkritumi, taču tajās slēpjas vērtīgas vielas, kuras iespējams pārvērst augstvērtīgos produktos. Lai to īstenotu, Latvijā uzsākts projekts "Olu čaumalas un olu membrānu morfoloģijas izpēte un izmantošana rūpnieciskā mērogā kalcija un kolagēna ražo…

Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju universitāte

10. septembris, 2025. gads

zinātnes politika zinātne zinātnes komunikācija

Apstiprināta valsts pētījumu programma “Letonika latviskas un eiropeiskas sabiedrības attīstībai”

Ministru kabinets (MK) šodien, 9. septembrī, apstiprināja Izglītības un zinātnes ministrijas (IZM) izstrādāto valsts pētījumu programmu (VPP) “Letonika latviskas un eiropeiskas sabiedrības attīstībai”. Šīs VPP mērķis ir stiprināt latviešu valodu, kultūru un latvisko identitāti un  veicināt &nb…

Izglītības un zinātnes ministrija

9. septembris, 2025. gads

zinātne

LU Cietvielu fizikas institūtā noslēdzies CAMART² projekts

Ar Eiropas Komisijas apstiprinājumu noslēdzies CAMART² projekts, kas astoņu gadu garumā tika īstenots programmas Horizon 2020 Teaming ietvaros. Projekta kopējais finansējums bija 30 miljoni eiro (15M EUR no ES un 15M EUR no nacionālajiem avotiem), un tā mērķis bija modernizēt Latvijas Universitātes…

Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts

9. septembris, 2025. gads

zinātne

LU pētnieki apspriež Latvijas ilgtermiņa attīstības scenārijus

Izstrādājot Latvijas attīstības stratēģijas “Latvija 2050” ietvaru, Latvijas Universitātes (LU) pētnieki ir uzsākuši konsultācijas ar sociālajiem partneriem un ekspertiem par Latvijas ilgtermiņa attīstības scenārijiem. Pirmās konsultācijas ir notikušas š. g. 29. augustā ikgadējā “Ekonomistu apvienī…

Latvijas Universitāte

9. septembris, 2025. gads