De productie van bourbon in Kentucky genereert enorme hoeveelheden afval – een dik, papperig bijproduct dat stillage wordt genoemd. Maar in plaats van het op te ruimen, hebben onderzoekers van de Universiteit van Kentucky een manier ontdekt om dit afval om te zetten in goed presterende supercondensatoren, die mogelijk de bestaande commerciële opties kunnen evenaren. Dit gaat niet alleen over het verminderen van afval; het gaat erom een milieuprobleem om te zetten in een duurzame energieoplossing.
Het stillageprobleem: een goudmijn in de afvalstroom
Voor elke geproduceerde gallon bourbon wordt 6 tot 10 gallon stillage als afval gecreëerd. Dit waterige graanslib is moeilijk en duur te verwerken, waardoor traditionele verwijdering of herbestemming (zoals veevoer) kostbaar wordt. De enorme hoeveelheid stillage in Kentucky – waar 95% van de bourbon in de wereld wordt geproduceerd – maakt het vinden van een haalbare oplossing van cruciaal belang.
Afval in schatten veranderen: de wetenschap erachter
Het team van de Universiteit van Kentucky, onder leiding van Josiel Barrios Cossio en Marcelo Guzman, onderwierp de stillage aan intense hitte en druk in een gespecialiseerde reactor. Dit proces leverde een fijn zwart koolstofpoeder op, dat verder werd behandeld om twee belangrijke materialen te creëren:
Harde koolstof: Dit materiaal, gemaakt door het poeder te verwarmen tot 392 ° F, blinkt uit in het absorberen van lithiumionen, waardoor de energieopslag wordt verbeterd.
– Actieve kool: Dit materiaal wordt geproduceerd door het poeder met kaliumhydroxide te verwarmen tot 1,472°F en heeft een zeer poreuze structuur, ideaal voor het opslaan van grote elektrische ladingen.
Prestaties: uit afval afkomstige supercondensatoren houden stand
Uit laboratoriumtests bleek dat supercondensatoren gebouwd met deze van stillage afgeleide elektroden vergelijkbaar presteerden als in de handel verkrijgbare alternatieven, met een opslagcapaciteit van maximaal 48 wattuur per kilogram. Nog indrukwekkender is dat hybride supercondensatoren die zowel harde als actieve koolelektroden combineren, met ongeveer 25% beter presteren dan de bestaande opties. Dit toont aan dat afvalmaterialen niet alleen de huidige componenten kunnen vervangen, maar deze ook kunnen verbeteren.
Wat dit betekent: een duurzame toekomst voor energieopslag
Het team erkent dat verdere optimalisatie nodig is voordat commerciële levensvatbaarheid mogelijk is. De ontdekking markeert echter een belangrijke stap in de richting van een circulaire economie waarin afvalstromen waardevolle hulpbronnen worden. Door het bourbonafval uit Kentucky om te zetten in hoogwaardige componenten voor energieopslag, hebben de onderzoekers een nieuwe weg geopend voor duurzame productie.
“Het was voor mij een enorme ontdekking dat je van dit afval hybride apparaten kunt maken”, zegt Barrios Cossio. “Hybride apparaten zijn niet gebruikelijk. Niet gebruikelijk en niet gemakkelijk te maken.”
Deze doorbraak benadrukt het onbenutte potentieel van agrarische bijproducten en biedt een overtuigend voorbeeld van hoe industrieel afval kan worden omgezet in een waardevol bezit.
