專案將橄欖廢料轉化為超級電容器

摘要

西班牙的CARBON+計畫成功地將橄欖廢料轉化為活性炭，證明了其作為超級電容器材料的效率、廢水處理的有效性以及延長橄欖加工過程中鹽水壽命的能力。該項目為公私合資項目，由 Greene Enterprise、Aceitunas Serpis、阿利坎特大學和 Aitex 共同承擔，旨在利用熱解技術從橄欖加工殘渣中經濟地生產高品質活性碳。

西班牙的一個計畫成功地將橄欖廢料轉化為 活性碳 具有多樣化的應用。

在研究期結束時，公私合營企業 CARBON+ 專案已經證明了該產品的效率 超級電容器 材料、其在廢水處理中的有效性以及有助於延長橄欖加工中鹽水的壽命。

該計畫於 2022 年在歐盟共同資助下與巴倫西亞自治區政府巴倫西亞創新機構合作啟動，由 Greene Enterprise、Aceitunas Serpis、阿利坎特大學和 Aitex 承擔。

這項工作是在埃爾切工業園區的格林試點工廠進行的，使用的是食用橄欖生產商 Serpis 提供的橄欖加工殘渣。殘留物主要由橄欖核和鹽水組成，這是橄欖產業的主要廢物，是加工曼薩尼亞和霍吉布蘭卡食用橄欖後所獲得的。

儘管近年來對將循環經濟原理應用於食用橄欖油和橄欖油行業進行了廣泛的研究，但絕大多數廢物仍然存放在垃圾掩埋場。

CARBON+計畫的最終目標是透過經濟可行的工業流程，利用熱解將這些廢棄物轉化為高品質的活性碳。

這一目標得以實現，並生產了每克比表面積為 1,440 平方米的活性碳。由於活性碳最有用的特性之一是其吸附能力（將氣體、液體或溶解的固體中的原子、離子或分子黏附到表面），因此表面積越大，活性碳在此類應用中越有效。

除了成功開發該製程之外，還研究了三個主要工業應用，以評估活性碳的潛在最終價值。

第一個利用產品的高吸附性來消除溶解在用過的橄欖發酵鹽水中的懸浮有機物和酚類化合物。

這使得鹽水可以直接在橄欖加工業中重複使用，從而減少浪費和相關成本。該項目的活性碳在這方面比商業替代品更有效，由於其孔隙率更大，去除了更高的多酚含量。

在相關應用中，活性碳被證明可以有效去除廢水處理中的異味。透過針對發酵鹽水、紡織廢水和來自活性處理廠的標準城市廢水測試該產品，證明了這一點。

最後，評估了所獲得的活性碳在超級電容器儲能中的潛在用途。近年來，人們對在能源儲存中使用活性碳重新產生了興趣，它們仍然是尋找可實現氫經濟的多孔材料的有力候選者。

碳基超級電容器包含兩個具有大比表面積的多孔碳電極，浸入電解質中並由薄膜隔開。

能量儲存完全是靜電的，因此對電極的完整性和穩定性無害。這使得超級電容器能夠執行多達 100,000 次充放電循環，且電解液劣化率低於 10%，這使得這種能量儲存在電動車等應用中非常理想。

事實證明，由該項目材料製成的電極的性能與商業活性碳製成的電極相當，但性能略低。

用鹽酸洗滌活性碳並透過熱處理改變其表面化學性質後，電化學性能得到改善。研究人員得出的結論是，現階段取得的表現足夠高，值得進一步研究與發展。

這個結論也是針對整個計畫得出的，格林指出： “簡而言之，這些結果強調了活性碳在各種應用中的潛力，這將有助於研究兩家公司將該製程擴大到工業水平的經濟可行性。

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