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

finansējums zinātne

BioPhoT aicina zinātniekus pieteikties pirmajam inovāciju projektu konkursam

Valsts Pētījumu programmas projekts BioPhoT paredz ilgtermiņa starpdisciplināras pētniecības un inovāciju platformas izveidošanu, kas līdz 2032. gadam īstenos pētniecības un inovāciju projektus: viedās specializācijas stratēģijas jomā – biomedicīna, medicīnas tehnoloģijas un …

Latvijas Organiskās sintēzes institūts

11. aprīlis, 2025. gads

zinātne tehnoloģijas

Kaulu implanti no koka. Latvijas pētnieki meklē alternatīvu titānam

Latvijas pētnieki plāno izstrādāt kaulu implantus no koka. Līdz šim šajā jomā nepārspēts ir titāns. Tomēr metāla implantam ir trūkumi – tas var veicināt atkārtotus lūzumus un arī rada neērtības pacientiem. Rīgas Stradiņa universitāte (RSU) inovatīvajā projektā sadarbojas ar Latvijas Valsts koksnes …

Viktors Demidovs | Latvijas Radio

9. aprīlis, 2025. gads

zinātne

Izsludināts pirmais “BioPhoT” pētniecības un inovāciju projektu konkurss – pieejami 6 miljoni eiro

Latvijas Organiskās sintēzes institūts (OSI) sadarbībā ar Latvijas vadošajām zinātniskajām institūcijām izsludina pirmo pētniecības un inovāciju projektu (PIP) konkursu platformas “Biomedicīnas un fotonikas pētniecības platforma inovatīvu produktu radīšanai” (“BioPhoT”) ietvaros. Pieteikumu iesnieg…

Latvijas Universitāte

9. aprīlis, 2025. gads

medicīna zinātne

Sporta un uztura pētnieki pēta fiziskas slodzes labvēlīgo ietekmi uz krūts vēža šūnām

Sporta un uztura pētnieki pēta fiziskas slodzes labvēlīgo ietekmi uz krūts vēža šūnām. Rīgas Stradiņa universitātes (RSU) laboratorijā brīvprātīgajām vēža pacientēm un arī veselām sievietēm veic slodzes testus, lai noteiktu to ietekmi uz dzīves kvalitāti onkoloģiskās slimības laikā. Pētījumu rezult…

Sintija Ambote | Latvijas Radio

8. aprīlis, 2025. gads