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

sadarbība zinātne

Latvijas un Šveices zinātnieki apvieno spēkus ilgtspējīgas enerģētikas attīstībai un jauniešu iesaistei STEM

6. maijā plkst. 9.00 Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūtā (LU CFI) tiks atklāts vērienīgs Šveices-Latvijas sadarbības programmas “Lietišķā pētniecība” projekts IKT un viedās enerģētikas jomās “LACISE”. Atklāšanas pasākumā piedalīsies Šveices vēstniecības, Latvijas Izglītības un…

Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts

30. aprīlis, 2025. gads

zinātne

Neredzamais drauds – mikroplastmasa

Mikroplastmasas piesārņojums ir viena no lielākajām vides problēmām, kas kļūst arvien nopietnāka visā pasaulē. Šīs mazās plastmasas daļiņas nonāk mūsu ekosistēmās, iznīcinot dzīvotņu kvalitāti un apdraudot gan dzīvniekus, gan cilvēkus. Maza, bet bīstama Mikroplastmasa ir kļuvusi par nopie…

Kristaps Kalns | Dienas mediji

29. aprīlis, 2025. gads

zinātne

Daugavpils Universitāte – nozīmīgs pētniecības centrs Latgalē

Daugavpils Universitāte (DU) ir viens no vadošajiem zinātnes centriem Latgales reģionā, kas mērķtiecīgi attīsta starptautiski konkurētspējīgu pētniecības vidi. DU pētnieku darbs veicina ne vien Latvijas zinātnes izaugsmi, bet arī stiprina reģionālās inovāciju ekosistēmas, sekmējot zināšanu apriti, …

Daugavpils Universitāte

28. aprīlis, 2025. gads

zinātne granti

Vēl var paspēt pieteikties šī gada fundamentālo un lietišķo pētījumu projektu konkursā

Līdz 7. maijam ir iespējams pieteikties Latvijas Zinātnes padomes šī gada fundamentālo un lietišķo pētījumu projektu atklātajā konkursā. Šogad konkursā ir pieejami 17,7 miljoni eiro. Fundamentālo un lietišķo pētījumu projekti tiek finansēti, lai nodrošinātu jaunu zināšanu radīšanu un to pielieto…

Labs of Latvia

28. aprīlis, 2025. gads