विश्व स्वास्थ्य संगठन के अनुसार, दुनिया भर में एक अरब से अधिक धूम्रपान करने वालों के साथ, तंबाकू का उपयोग न केवल एक स्वास्थ्य समस्या है, बल्कि एक प्रमुख पर्यावरणीय मुद्दा भी है। एक वर्ष में खरबों सिगरेट के टुकड़े बाहर निकल जाते हैं, अक्सर जमीन पर, जहां वे आग का कारण बनते हैं, जानवरों द्वारा घिस जाते हैं और रसायनों को जमीन और पानी में ले जाते हैं।
सोल नेशनल यूनिवर्सिटी के एनवायरनमेंटल मटेरियल एंड प्रोसेस लैब में दक्षिण कोरियाई शोधकर्ताओं के एक समूह ने हरित ऊर्जा पहल के लिए सिगरेट के बट्स को हानिकारक कचरे से एक वरदान में बदलने का एक तरीका खोजा है।
नैनोटेक्नॉलॉजी जर्नल में हाल ही के एक पेपर में , शोधकर्ताओं ने सिगरेट के फिल्टर (बट्स का मुख्य घटक) को एक ऐसी सामग्री में बदलने के लिए एक-चरणीय प्रक्रिया का प्रदर्शन किया, जिसका उपयोग सुपरकैपेसिटरों में ऊर्जा को स्टोर करने के लिए किया जा सकता है- जिन घटकों का उपयोग बैटरी के साथ किया जा सकता है इलेक्ट्रिकल ग्रिड, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिक वाहन।
सुपरकैपेसिटर जरूरत पड़ने पर एक तेज बिजली बूस्ट देने में उत्कृष्टता प्राप्त करते हैं (कहते हैं, जब आप इलेक्ट्रिक कार में एक्सीलेटर को हिट करते हैं, या इलेक्ट्रिकल ग्रिड में पीक आवर्स के दौरान), बैटरी को बंद करके तनाव लेते हैं, जो निरंतर प्रवाह देने में बेहतर होता है।
इस्तेमाल किए गए सिगरेट फिल्टर से निर्मित नाइट्रोजन डोपेड (एन-डॉप्ड) मेसो- / माइक्रोपोरस हाइब्रिड कार्बन मटेरियल (एनसीएफ) में एक बड़ा सतह क्षेत्र होता है, जो सुपरकैपेसिटर में ऊर्जा भंडारण के लिए आदर्श बनाता है। (नैनो) कागज के अनुसार, जब पायरोलिसिस नामक तकनीक में रासायनिक अपघटन के अधीन होता है, तो फिल्टर में सेल्यूलोज एसीटेट फाइबर अलग-अलग आकार के छिद्रों और एक बड़े सतह क्षेत्र के साथ एक कार्बन सामग्री में परिवर्तित हो जाते हैं। यह सुपरकैपेसिटर में ऊर्जा भंडारण के लिए सामग्री को आदर्श बनाता है, क्योंकि आयनों को चिपके रहने के लिए एक भौतिक सतह की आवश्यकता होती है। लेखकों के अनुसार, वर्तमान में सुपरकैपेसिटर जैसे कि कार्बन, ग्राफीन और कार्बन नैनोट्यूब में बट-आधारित सामग्री आउटपरफॉर्म पदार्थ का उपयोग किया जाता है।
पेपर के लेखकों में से एक, मिंज़े ली का कहना है कि क्योंकि दक्षिण कोरियाई सरकार तम्बाकू करों को बढ़ाने पर विचार कर रही है, इसलिए सिगरेट कई लोगों के दिमाग में थी। लेकिन वह कहते हैं कि यह गिल-पो किम, उनके सह-लेखकों में से एक था, जो पहली बार इस विचार के साथ आया था।
"पहले से ही कई शोध [दिखा रहे हैं] कि कार्बन सामग्री को प्लास्टिक सामग्री के पाइरोलिसिस द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है, " ली लिखते हैं। "तो हम उम्मीद करते हैं कि सिगरेट के बट्स का ऊर्जा भंडारण सामग्री में परिवर्तन दो मानव-चुनौतीपूर्ण मुद्दों, पर्यावरण और ऊर्जा समस्याओं का समाधान हो सकता है।"
सुपरकंडक्टर मैटेरियल में इस्तेमाल किए गए चूतड़ को मोड़ने की प्रक्रिया के लिए उचित मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ली का कहना है कि ऑक्सीजन रहित वातावरण में फिल्टर सामग्री के तापमान को 5 डिग्री प्रति मिनट तक बढ़ाने की आवश्यकता है, जब तक कि अधिकतम तापमान 900 डिग्री सेल्सियस तक नहीं पहुंच जाता। फिर, सामग्री को दो घंटे तक इस तापमान पर रखा जाता है। यह प्रक्रिया लकड़ी के कोयले में कैसे बनाई जाती है, इसके समान है।
एक बार बनाने के बाद, शोधकर्ताओं ने पारंपरिक सुपरकैपेसिटर में उपयोग किए जाने वाले सक्रिय कार्बन के बजाय, उनकी सामग्री के साथ एक इलेक्ट्रोड लेपित किया, और इलेक्ट्रोलाइट आयनों को अवशोषित और जारी करके चार्ज और निर्वहन करने की अपनी क्षमता का परीक्षण किया।
कागज के अनुसार, उपयोग किए गए फिल्टर से निकाली गई सामग्री पारंपरिक सामग्री की तुलना में तेजी से चार्ज और डिस्चार्ज करने में सक्षम थी, साथ ही अधिक विद्युत चार्ज भी रखती थी। सामग्री परीक्षण के दौरान 6, 000 चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों के माध्यम से इस प्रदर्शन को बनाए रखने में सक्षम थी।
टेस्ला मोटर्स के संस्थापक एलोन मस्क ने 2011 में कहा था कि इलेक्ट्रिक वाहनों के भविष्य के लिए एक सुपरकैपेसिटर सफलता महत्वपूर्ण होगी। लेकिन भविष्य के प्लग-इन कारों से बैटरी पूरी तरह से अलग होने की उम्मीद न करें। यह सुपरकैपेसिटर की क्षमता बहुत जल्दी से बड़ी मात्रा में बिजली को अवशोषित करने की क्षमता है जब एक वाहन ब्रेक होता है जो उन्हें ईवीएस के लिए एक अच्छा फिट बनाता है। पारंपरिक बैटरियां फिर धीरे-धीरे उस बिजली को अपनी कोशिकाओं में समाहित कर लेती हैं, जहां इसका इस्तेमाल वाहन की सीमा को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। यह संभावना नहीं है कि सुपरकैपेसिटर जल्द ही किसी भी समय रासायनिक-आधारित बैटरी की भंडारण क्षमताओं का दृष्टिकोण करेंगे।
"सुपरकैपेसिटर का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जिनके लिए फास्ट चार्जिंग / डिस्चार्जिंग की आवश्यकता होती है, जबकि बैटरी का उपयोग बड़ी मात्रा में ऊर्जा के लिए किया जाता है, " ली लिखते हैं। "सुपरकैपेसिटर को बैटरी के उपयोग के साथ इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में लोड किया जाना चाहिए।"
जैसा कि सुपरकैपेसिटर में सुधार के लिए यह तरीका अभी भी परीक्षण के चरण में है, यह स्पष्ट नहीं है कि टीम के पुनर्नवीनीकरण सिगरेट की सामग्री वाहनों या अन्य उपकरणों में अपना रास्ता खोज लेगी। लेकिन यह स्पष्ट है कि जब उत्पादन को रैंप पर लाने का समय आएगा, तो अरबों सुपरकैपेसिटर बनाने के लिए उपलब्ध सिगरेट चूतों की कोई कमी नहीं होगी।
