全球每年產生約 4.5 兆個煙頭，是地球上被丟棄最多的物品，每年引致約 260 億美元（約港幣 2,028 億元）環境成本。中國河南大學科研團隊最近發表研究，成功將廢棄煙頭轉化為高效能超級電容電極材料，為這項嚴重污染問題提供創新解決方案。
河南大學研究團隊採用水熱碳化及化學活化兩步驟處理廢棄煙頭。團隊首先透過水熱碳化將煙頭主要成分醋酸纖維素轉變為含氮氫炭，再使用氫氧化鉀在 700°C 溫度下活化處理。處理過程將原本密實平滑的碳球轉化為三維鷹架狀多孔結構，表面積高達 2,133.5 平方米/克，孔隙大小分布在 1 至 3 納米之間。
材料摻雜氮和氧等元素後，形成吡啶氮和吡咯氮等官能團，提供額外偽電容並增強導電性。團隊測試顯示材料在 1 A/g 電流密度下展現 344.91 F/g 比電容。
能量密度及循環壽命優異
研究團隊將煙頭衍生電極組裝成對稱雙電極超級電容，裝置達到 24.33 Wh/kg 能量密度及 373.71 W/kg 功率密度，表現優於多種生物質衍生碳材料及商用活性碳。裝置經過 10,000 次充放電循環後，仍保持 95.44% 容量，展現卓越長期穩定性。
河南大學研究通訊作者 Leichang Cao 表示，這項研究證明煙頭不單是污染問題，也是寶貴碳資源。超級電容相比鋰電池充電更快、循環壽命更長，適用於電網穩定、再生制動及流動電子裝置等需要快速充電和長壽命的應用場景。研究成果已於 2026 年 1 月 13 日發表在學術期刊 Energy & Environment Nexus。
煙頭污染全球每年耗費千億元
世界衛生組織數據顯示，全球每年產生約 4.5 兆個煙頭，相當於 16.9 億磅有毒垃圾。煙頭濾嘴由不可生物降解塑膠製成，含有毒化學物質會滲入土壤及水源。研究估計煙頭造成的環境污染成本每年達 260 億美元（約港幣 2,028 億元），包括 207 億美元（約港幣 1,614.6 億元）海洋生態系統損害及 50 億美元（約港幣 390 億元）廢物管理成本。
中國、印尼、日本、孟加拉和菲律賓是煙頭污染最嚴重的國家。法國、英國、歐盟及美國正考慮將清理成本責任轉嫁給煙草業。
南韓團隊早於 2014 年發表類似研究
南韓首爾國立大學環境材料與工藝實驗室早在 2014 年已發表類似研究，團隊使用熱解法轉化醋酸纖維素濾嘴為碳基材料。首爾國立大學教授 Jongheop Yi 表示，高效能超級電容材料需要大表面積，透過在材料中加入大量不同大小的小孔來達成。
首爾團隊測試顯示，煙頭衍生材料儲存的電能高於石墨烯、碳納米管及傳統超級電容常用的碳材料，經過 6,000 次充放電循環後仍保持效能。
煙頭纖維可強化瀝青路面
除了製造超級電容，煙頭亦可用於強化道路瀝青。斯洛伐克布拉提斯拉瓦市政府與環保公司 OLO、SPAK-EKO 及 EcoButt 合作，將回收煙頭濾嘴製成特製纖維，混入瀝青作為路面材料。
西班牙格拉納達大學及意大利博洛尼亞大學研究人員在 2025 年發表研究，證實每種煙頭濾嘴纖維增強的瀝青變體都比傳統瀝青更堅韌，整合蠟質後更可降低瀝青黏度，減少製造溫度及污染排放。研究已發表在期刊 Construction and Building Materials。
資料來源：EurekAlert!
分享到 :
最新影片
Follow 我們 :
|
鍾意就快D Share啦！
|
|
|
