Thiết bị điện tử công nghệ cao làm từ… lá cây

Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Qilu, Trung Quốc mới đây cho biết họ đã khám phá ra phương pháp biến chất thải hữu cơ từ lá cây phượng hoàng (loại cây rụng lá theo mùa thường được trồng phổ biến tại các con đường ở miền Bắc Trung Quốc) thành các-bon xốp, vật liệu có thể sử dụng để sản xuất các thiết bị điện tử công nghệ cao.

Các nhà khoa học đã sử dụng một quy trình nhiều bước. Đầu tiên, lá cây khô được nghiền thành bột rồi đốt nóng ở 220 độ C trong vòng 12 giờ. Kết quả thu được là loại bột gồm các hạt các-bon nhỏ. Sau đó bột các-bon được xử lý bằng dung dịch kali hydroxit nhằm tạo độ xốp rồi tiếp tục đốt nóng ở nhiệt độ tăng từ 450 lên 800 độ C.

Việc xử lý hóa học làm ăn mòn bề mặt của các hạt các-bon, tạo ra rất nhiều lỗ nhỏ trên bề mặt khiến chúng trở nên cực kỳ xốp.

Các thử nghiệm tiếp theo cho thấy thấy vật liệu này có khả năng tạo ra loại siêu tụ điện có dung lượng lên đến 367 Farads/gram, cao gấp 3 lần siêu tụ điện graphene, loại tụ điện ưu việt nhất hiện nay.

Tụ điện là bộ phận điện tử được sử dụng rộng rãi để lưu trữ năng lượng bằng cách giữ một điện tích trên hai dây dẫn, cách nhau bởi một chất cách điện. Các tụ điện siêu cấp thường có thể lưu trữ năng lượng gấp 10-100 lần so với tụ điện thông thường.Chúng có thể nạp và phóng điện nhanh hơn nhiều so với pin thông thường.

Vì vậy, siêu tụ điện được xem là giải pháp tối ưu đáp ứng nhu cầu lưu trữ năng lượng đặc biệt trong công nghệ máy tính và các phương tiện sử dụng động cơ lai (hybrid) hay chạy điện.

Đặc tính siêu tích điện của vật liệu các-bon xốp làm từ lá cây Phượng Hoàng cao hơn hẳn so với bột các-bon làm từ vật liệu sinh học khác. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ cải thiện hơn nữa các tính chất điện hóa của vật liệu bằng cách tối ưu hóa quá trình và cho phép pha tạp hoặc thay đổi nguyên liệu.

Khánh Duy (Theo Science Daily)