En grupp forskare från Sydkorea har konverterat begagnade cigarettstumpar till ett högpresterande material som kan integreras i datorer, handhållna enheter, elfordon och vindkraftverk för att lagra energi.

Presenterar sina resultat idag, 5 augusti 2014, i tidningen Nanoteknik , forskarna har visat materialets överlägsna prestanda jämfört med kommersiellt tillgängligt kol, grafen och kolnanorör.

Man hoppas att materialet kan användas för att belägga elektroderna på superkondensatorer-elektrokemiska komponenter som kan lagra extremt stora mängder elektrisk energi-samtidigt som de erbjuder en lösning på det växande miljöproblemet som orsakas av cigarettfilter.

Det uppskattas att så många som 5,6 biljoner begagnade cigaretter, eller 766, 571 ton, deponeras i miljön över hela världen varje år.

Medförfattare till studien Professor Jongheop Yi, från Seoul National University, sade:"Vår studie har visat att begagnade cigarettfilter kan omvandlas till ett högpresterande kolbaserat material med en enkel ettstegsprocess, som samtidigt erbjuder en grön lösning för att möta samhällets energikrav.

"Många länder utvecklar strikta regler för att undvika biljoner giftiga och icke-biologiskt nedbrytbara filter för begagnade cigaretter som slängs ut i miljön varje år-vår metod är bara ett sätt att uppnå detta."

Kol är det mest populära materialet som superkondensatorer består av, på grund av dess låga kostnad, hög yta, hög elektrisk konduktivitet och långsiktig stabilitet.

Forskare runt om i världen arbetar för närvarande för att förbättra egenskaperna hos superkondensatorer - till exempel energitäthet, effekttäthet och cykelstabilitet - samtidigt som man försöker minska produktionskostnaderna.

I deras studie, forskarna visade att cellulosaacetatfibrerna som cigarettfilter mest består av kan omvandlas till ett kolbaserat material med hjälp av ett enkelt, enstegsförbränningsteknik som kallas pyrolys.

Som ett resultat av denna brinnande process, det resulterande kolbaserade materialet innehöll ett antal små porer, öka dess prestanda som ett superkapacitivt material.

"Ett högpresterande superkondensatormaterial bör ha en stor ytarea, vilket kan uppnås genom att införliva ett stort antal små porer i materialet, "fortsatte professor Yi.

"En kombination av olika porstorlekar säkerställer att materialet har höga effekttätheter, vilket är en viktig egenskap i en superkondensator för snabb laddning och urladdning. "

När det väl är tillverkat, det kolbaserade materialet fästes på en elektrod och testades i ett treelektrodsystem för att se hur väl materialet kunde adsorbera elektrolytjoner (laddning) och sedan släppa elektrolytjoner (urladdning).

Materialet lagrade en högre mängd elektrisk energi än kommersiellt tillgängligt kol och hade också en större mängd lagring jämfört med grafen och kolnanorör, som rapporterats i tidigare studier.