使用落叶的环保微型超级电容器

KAIST 的一个研究小组使用飞秒直接激光写入光刻技术开发了一种由叶子制成的石墨烯-无机混合微型超级电容器。可穿戴电子设备的进步是柔性储能设备创新的代名词。在各种储能器件中，微型超级电容器因其高功率密度、长寿命和短充电时间而引起了极大的兴趣。

然而，随着电子设备的消耗和使用的增加以及随着移动设备的进步而缩短更换周期，废电池的产生也有所增加。此类废电池的收集、回收和处理所涉及的安全和环境问题正在带来许多挑战。

森林覆盖了地球表面的大约 30%，产生了大量的落叶。这种天然存在的生物质大量存在，既可生物降解又可重复使用，这使其成为一种有吸引力的环保材料。然而，如果叶子被忽视而不是被有效利用，它们可能会导致火灾或水污染。

为了同时解决这两个问题，由机械工程系的 Young-Jin Kim 教授和韩国能源研究所的 Hana Yoon 博士领导的研究小组开发了一种可以创建多孔 3D 石墨烯微电极的一步技术具有高导电性，无需在大气条件下进行额外处理，无需额外材料即可在叶子表面照射飞秒激光脉冲。进一步采取这一策略，该团队还提出了一种生产柔性微型超级电容器的方法。

他们表明，这种技术可以快速、轻松地以低廉的价格生产多孔石墨烯-无机混合电极，并通过使用石墨烯微型超级电容器为 LED 和可用作温度计、湿度计、和计时器。这些结果开辟了大规模生产柔性和绿色石墨烯基电子设备的可能性。

Young-Jin Kim 教授说：“树叶会产生无法管理的森林生物质，因此将它们用于下一代储能设备使我们可以再利用废物资源，从而建立良性循环。”