波本威士忌廢料轉化為超級電容器，儲能性能提升25倍

波本威士忌副產品制成的超級電容器，儲電能力優于現有商用產品。

美國肯塔基州正將釜餾物轉化為電極。肯塔基州的波本威士忌產業繁榮背后，留下了大量被稱為"釜餾物"的廢谷物。如今，這種廢料被回收制成儲能材料，未來有望應用于商用電子產品。

肯塔基大學的研究人員將在2026年ACS春季會議上展示這一可持續解決方案。該項目為釀酒廠目前處理成本高昂且棘手的副產品提供了替代方案。

研究表明，波本威士忌副產品制成的超級電容器，儲電能力優于現有商用產品。

"生產最終體積的波本威士忌，會產生6到10倍量的釜餾物廢料。這是個相當大的問題，"參與該項目的研究生巴里奧斯·科西奧表示。

轉化過程

為開發高性能超級電容器，研究團隊將波本釜餾物作為電極材料的可持續植物碳源。

雖然已有研究探索其他植物纖維，但該團隊首次利用波本釜餾物獨特的谷物成分。

釜餾物是一種含水量高、質地厚重的副產品，通常難以運輸，若用作動物飼料則干燥成本高昂。
新研究沒有試圖解決水分問題，反而利用這種稀粥狀的混合物，簡化了高價值碳材料的生產流程。

通過采用水熱碳化法（類似高壓烹飪），完全省去了干燥環節。

成功不僅依賴化學技術。研究人員耗時數月與肯塔基州、伊利諾伊州及加拿大的釀酒廠建立合作，才獲取到這些有趣儲能實驗所需的樣品。

他們使用10升反應器，通過加熱加壓將濕漉漉的釜餾物轉化為精細的黑色粉末，再經爐精煉得到兩種不同材料。

粉末加熱至200°C可制得硬碳，其無序結構非常適合捕獲鋰離子，從而提升儲能效率。

另一種方式是在粉末中添加氫氧化鉀并加熱至800°C，制得活性炭。這種高多孔材料擁有巨大的內表面積，可儲存電荷。

儲能提升25倍

實驗通過兩種硬幣大小的儲能裝置進行驗證，兩者均采用釜餾物衍生碳材料。

采用活性炭電極的雙電層電容器達到當前商用標準，能量密度為48瓦時/千克。

但真正的突破在于混合型鋰離子超級電容器。該裝置包含類似電池的硬碳電極和類似電容器的活性炭電極，兼具快速放電能力與超大儲能容量，每千克儲能是傳統產品的25倍。

該項目是材料科學領域罕見的里程碑：僅用單一農業廢料，就制備出高性能混合儲能裝置所需的兩種電極。

在小規模驗證概念后，研究人員正推進商業化，重點是將該技術規模化以支持大型電網穩定。

近期規劃包括進行嚴格的生命周期與經濟可行性分析，確保將釀酒廠廢料轉化為儲能技術既具備創新性，又可持續且成本效益高。

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