成果简介
有效利用空气污染物质作为功能材料，不仅可以实现环境废弃物循环利用为财富，还可以缓解空气污染和呼吸系统疾病问题。本文，天津理工大学马永昌副教授、张晨光教授等研究人员在《Diamond and Related Materials》期刊发表名为“From pollution to wealth: Soot-graphene hybrid structure as supercapacitor electrode for high-performance alternating current filtering”的论文，研究提出报告了一种烟灰-石墨烯混合结构作为超级电容器电极材料，以实现良好的交流 (AC) 滤波性能。造成环境污染的烟尘颗粒可以很容易地从具有丰富自然资源的日常燃烧废物中再生，从而使电解质离子在其表面快速迁移。
石墨烯可以从甲烷或可再生花生油中生长，以降低烟灰和集电器之间的界面阻力，有助于充分利用烟灰的结构优势。120Hz时2 cm-2，0.213ms的短RC时间常数，优异的电化学稳定性，以及良好的将不同波形的交流信号过滤成直流信号的能力。这项研究提供了一种可持续的策略，将环境污染回收到用于高性能交流滤波超级电容器的增值电极材料中，这在小型化电子产品的小体积交流滤波器的环保和成本效益开发方面显示出巨大的潜力。
图文导读
图1：镍箔上烟尘石墨烯膜的合成工艺示意图。
图2、材料表征
图3、超级电容器的电化学性能。
图4、基于烟尘石墨烯（CH4和花生油）的超级电容器的电化学性能 M EMIMBF4/ACN有机电解质。
小结
总之，我们报道了一种基于碳烟-石墨烯混合结构的可持续交流滤波超级电容器的可再生制造方法。在这项工作中利用烟尘，这是一种大规模的环境污染废物，可以为开发用于交流过滤超级电容器应用的环保且具有成本效益的烟尘基电极提供新的途径，并有助于减少对环境、气候和人类健康的危害。
文献：https://doi.org/10.1016/j.diamond.2022.109397
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