Отслужившие дубовые бочки для бурбона получили вторую жизнь в энергетике

Инженеры из Университета Кентукки нашли неожиданное применение для главного отхода производства бурбона — обугленной внутренней поверхности дубовых бочек. Оказалось, что этот древесный уголь можно превратить в высокоэффективные электроды для суперконденсаторов, устройств, которые хранят энергию.

Кентукки производит 95% мирового бурбона, и по закону, каждая дубовая бочка может быть использована для выдержки напитка только один раз. Это создаёт горы отходов. Часть бочек уходит на выдержку скотча или соусов, но обугленный слой — так называемый «красный слой» — практически не использовался.

Исследовательская группа под руководством профессора Лэнса Де Лонга обнаружила, что этот обугленный слой уже прошёл начальную стадию пиролиза прямо в процессе обжига бочки. Учёные обработали его гидроксидом калия, чтобы создать микропоры. В результате получился активированный уголь с огромной площадью поверхности — более 1800 квадратных метров на грамм. Это сопоставимо с коммерческими материалами из кокосовой скорлупы, которые сегодня доминируют на рынке.

Электроды из бочкового угля показали отличные результаты в тестах: удельная ёмкость около 92 фарад на грамм, что конкурирует с промышленными аналогами, и стабильность — они сохранили более 90% ёмкости после тысяч циклов зарядки.

Суперконденсаторы — это ключевая технология, которая нужна для резких скачков мощности: в системах рекуперативного торможения электромобилей, для стабилизации энергосетей и в гибридных системах хранения энергии. Их рынок быстро растёт, а поставки активированного угля сегодня зависят от импорта.

Использование местного отхода могло бы создать новый источник сырья для американских производителей, сократив зависимость от цепочек поставок. Для самого бурбонового производства это открывает путь к созданию дополнительного дохода из того, что раньше было мусором.

Хотя до коммерческого внедрения ещё далеко — нужно решить вопросы сбора сырья и масштабирования технологии, — первые результаты впечатляют. Это элегантный пример циклической экономики: то, что придавало бурбону вкус и цвет, теперь может помочь запасать энергию для будущего.