使用落葉的環保微型超級電容器

KAIST 的一個研究小組使用飛秒直接激光寫入光刻技術開發了一種由葉子制成的石墨烯-無機混合微型超級電容器。可穿戴電子設備的進步是柔性儲能設備創新的代名詞。在各種儲能器件中，微型超級電容器因其高功率密度、長壽命和短充電時間而引起了極大的興趣。

然而，隨著電子設備的消耗和使用的增加以及隨著移動設備的進步而縮短更換周期，廢電池的產生也有所增加。此類廢電池的收集、回收和處理所涉及的安全和環境問題正在帶來許多挑戰。

森林覆蓋了地球表面的大約 30%，產生了大量的落葉。這種天然存在的生物質大量存在，既可生物降解又可重復使用，這使其成為一種有吸引力的環保材料。然而，如果葉子被忽視而不是被有效利用，它們可能會導致火災或水污染。

為了同時解決這兩個問題，由機械工程系的 Young-Jin Kim 教授和韓國能源研究所的 Hana Yoon 博士領導的研究小組開發了一種可以創建多孔 3D 石墨烯微電極的一步技術具有高導電性，無需在大氣條件下進行額外處理，無需額外材料即可在葉子表面照射飛秒激光脈沖。進一步采取這一策略，該團隊還提出了一種生產柔性微型超級電容器的方法。

他們表明，這種技術可以快速、輕松地以低廉的價格生產多孔石墨烯-無機混合電極，并通過使用石墨烯微型超級電容器為 LED 和可用作溫度計、濕度計、和計時器。這些結果開辟了大規模生產柔性和綠色石墨烯基電子設備的可能性。

Young-Jin Kim 教授說：“樹葉會產生無法管理的森林生物質，因此將它們用于下一代儲能設備使我們可以再利用廢物資源，從而建立良性循環。”