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

Rīgā notiks 2. starptautiskais transkulturālo studiju kongress “Dot un ņemt: “Kohēzijas tīklu” starpdisciplinārā telpa”

2. starptautiskais transkulturālo pētījumu kongress, ko īsteno trīs Eiropas universitātes – Latvijas Kultūras akadēmija Rīgā, Mačeratas Universitāte (Università di Macerata) Itālijā un Lēvenes Katoļu universitāte (KU Leuven) –  norisināsies Rīgā no 2026. gada 30. jūnija līdz 2. jūlijam. Š…

Latvijas Kultūras akadēmija

11. jūnijs, 2026. gads

zinātne

RTU pētnieki iesaistās inovatīva bateriju risinājuma izstrādē elektriskajam transportam

Elektriskajai mobilitātei turpinot strauji attīstīties visā Eiropā, tādi izaicinājumi kā ilgs uzlādes laiks, augstas izmaksas un vides ilgtspējas jautājumi joprojām kavē tās plašāku ieviešanu. Šo izaicinājumu risināšanā iesaistījušies arī Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) pētnieki, piedaloties ar…

Rīgas Tehniskā universitāte

11. jūnijs, 2026. gads

zinātne dabaszinātnes

Kā uz Zemes atkārtot procesu, kas notiek Saulē? LU pētnieki strādā pie nākotnes kodolsintēzes tehnoloģijām

Kodolsintēze ir process, kurā, saplūstot vieglu atomu kodoliem, izdalās liels enerģijas daudzums. Tas norisinās arī Saules iekšienē. Lai gan kodolsintēze vēl netiek izmantota komerciālai enerģijas ieguvei, zinātnieki visā pasaulē strādā pie tās attīstības, jo nākotnē tā varētu nodrošināt efektīvu e…

Matīss Sondars (LU Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes Ķīmiskās fizikas institūta pētnieks)

2. jūnijs, 2026. gads

zinātne sabiedrības veselība

Latvijā atklāts Nacionālais pētniecības un inovāciju institūts (NIRI)

Šodien, 1. jūnijā, Mežaparka Lielās estrādes Kokaru zālē, piedaloties valsts, augstskolu un zinātnes nozares pārstāvjiem, svinīgi tika atklāts Nacionālais pētniecības un inovāciju institūts (NIRI) – jauns Eiropas mēroga dzīvības un dabas zinātņu centrs. Jaunizveidotais institūts apvieno divas spēcī…

NIRI

1. jūnijs, 2026. gads