Un groupe de scientifiques sud-coréens a transformé des mégots de cigarettes usagés en un matériau hautement performant qui pourrait être intégré dans des ordinateurs, Appareils portables, des véhicules électriques et des éoliennes pour stocker l'énergie.

Présentant leurs conclusions aujourd'hui, 5 août 2014, dans la revue Nanotechnologie , les chercheurs ont démontré les performances supérieures du matériau par rapport au carbone disponible dans le commerce, graphène et nanotubes de carbone.

On espère que le matériau pourra être utilisé pour revêtir les électrodes des supercondensateurs - des composants électrochimiques pouvant stocker des quantités extrêmement importantes d'énergie électrique - tout en offrant une solution au problème environnemental croissant causé par les filtres de cigarettes usagés.

On estime que jusqu'à 5,6 billions de cigarettes usagées, ou 766, 571 tonnes métriques, sont déposés dans l'environnement dans le monde chaque année.

Co-auteur de l'étude Professeur Jongheop Yi, de l'Université nationale de Séoul, a déclaré :« Notre étude a montré que les filtres de cigarettes usagées peuvent être transformés en un matériau à base de carbone haute performance en utilisant un processus simple en une seule étape, qui offre simultanément une solution verte pour répondre aux besoins énergétiques de la société.

« De nombreux pays élaborent des réglementations strictes pour éviter les milliers de milliards de filtres de cigarettes usagés toxiques et non biodégradables qui sont jetés dans l'environnement chaque année. Notre méthode n'est qu'un moyen d'y parvenir. »

Le carbone est le matériau le plus populaire dont sont composés les supercondensateurs, en raison de son faible coût, grande surface, conductivité électrique élevée et stabilité à long terme.

Les scientifiques du monde entier travaillent actuellement à l'amélioration des caractéristiques des supercondensateurs, telles que la densité d'énergie, densité de puissance et stabilité du cycle, tout en essayant de réduire les coûts de production.

Dans leur étude, les chercheurs ont démontré que les fibres d'acétate de cellulose dont sont principalement composés les filtres de cigarettes pouvaient être transformées en un matériau à base de carbone à l'aide d'un simple technique de combustion en une étape appelée pyrolyse.

À la suite de ce processus de combustion, le matériau à base de carbone résultant contenait un certain nombre de minuscules pores, augmentant ses performances en tant que matériau supercapacitif.

"Un matériau de supercondensateur performant doit avoir une grande surface, ce qui peut être réalisé en incorporant un grand nombre de petits pores dans le matériau, " continua le professeur Yi.

"Une combinaison de différentes tailles de pores garantit que le matériau a des densités de puissance élevées, qui est une propriété essentielle dans un supercondensateur pour la charge et la décharge rapides."

Une fois fabriqué, le matériau à base de carbone a été attaché à une électrode et testé dans un système à trois électrodes pour voir dans quelle mesure le matériau pouvait adsorber les ions électrolytes (charge) puis libérer des ions électrolytes (décharge).

Le matériau stockait une plus grande quantité d'énergie électrique que le carbone disponible dans le commerce et avait également une plus grande quantité de stockage par rapport au graphène et aux nanotubes de carbone, comme rapporté dans les études précédentes.