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Type :article
Subject :Q Science (General)
ISSN :2502-9258
Main Author :Faridah Lisa Supian
Title :Cigarette filter butts-derived activated carbon with free binder electrode design for solid-state supercapacitor application
Place of Production :Tanjung Malim
Publisher :Fakulti Sains dan Matematik
Year of Publication :2023
Notes :Communications in Science and Technology
Corporate Name :Universiti Pendidikan Sultan Idris
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Abstract : Universiti Pendidikan Sultan Idris
The aim of this research is to formulate activated carbon monolith from hazardous waste of cigarette filter butts (CFB) for electrode material monolith design in solid-state supercapacitor application. Potassium hydroxide (KOH) was selected for activation. The ratio of CFB to KOH varied in terms of weight between 1:2 and 1:4, thereby obtaining activated cigarette filter carbon (ACFC). The carbon that has been obtained is designed to be solidly in the form of an additive-free monolith. Monolith-activated carbon is physically characterized to examine thermal decomposition profiles (pre-carbonized), structure, composition, morphology, surface area adsorption, and electrochemical measurements. The optimum precursor was marked with high wettability with self-O-doped of 5.44%.in carbon content of 94.56%. Activated carbon electrodes prepared from ACFCs showed an optimum specific capacitance of ~87.17 F g-1, which is a more ecologically responsible method of producing supercapacitors. 2023 The Author(s).

References

S.  Rawat,  R.K.  Mishra,  T.  Bhaskar,  Biomass  derived  functional  carbon materials   for   supercapacitor   applications,   Chemosphere.   286   (2022) 131961.

R.T.  Ayinla,  J.O.  Dennis,  H.M.  Zaid,  Y.K.  Sanusi,  F.  Usman,  L.L. Adebayo,  A  review  of  technical  advances  of  recent  palm  bio-waste conversion  to  activated  carbon  for  energy  storage, J.  Clean.  Prod.  229 (2019) 1427–1442.

X.  Li,  J.  Zhang,  B.  Liu,  Z.  Su,  A  critical  review  on  the  application  and recent  developments  of  post-modified  biochar  in  supercapacitors,  J. Clean. Prod. 310 (2021) 127428.

J.  Puls,  S.A.  Wilson,  D.  Hölter,  Degradation of Cellulose  Acetate-Based Materials: A Review, J. Polym. Environ. 19 (2011) 152–165.

C.  Yan,  S.  Jia,  J.  Wei,  J.  Guan,  Z.  Shao,  Efficient  dual  conductive network based on layered double hydroxide nanospheres and nanosheets anchored  in  N-carbon  nanofibers  for  asymmetric  supercapacitors,  J. Alloys Compd. 930 (2023) 167332.

S.  Gupta,  S.C.  Howard,  S.P.  Hunger,  F.G.  Antillon,  M.L.  Metzger,  T. Israels,  M.  Harif,  C.  Rodriguez-Galindo,  Treating  Childhood  Cancer  in Low-and  Middle-Income  Countries,  Dis.  Control  Priorities,  Third  Ed. (Volume 3) Cancer. (2015) 121–146.

Y.  Liu,  R.  Qu,  X.  Li,  Y.  Wei,  L.  Feng,  Discarded  cigarette  butts regenerated  hydrophobic-oleophilic  materials  for  both  immiscible  and emulsified  oil/water  separation  through  a  wettability  reversal  strategy, Appl. Surf. Sci. 532 (2020) 147350.

J. Zhang, H. Xu, J. Guo, T. Chen, H. Liu, Superhydrophobic polypyrrole-coated  cigarette  filters  for  effective  oil/water  separation,  Appl.  Sci.  10 (2020).

R. Li, X. Tian, M. Wei, A. Dong, X. Pan, Y. He, X. Song, H. Li, Flexible pressure  sensor  based  on  cigarette  filter  and  highly  conductive  MXene sheets, Compos. Commun. 27 (2021) 100889.

M.T.   Rahman,   A.   Mohajerani,   F.   Giustozzi,   Possible   recycling   of cigarette butts as fiber modifier in bitumen for asphalt concrete, Materials (Basel). 13 (2020) 1–20.

R. Bandi,  N.P.  Devulapalli, R.  Dadigala, B.R.  Gangapuram,  V.  Guttena, Facile Conversion of Toxic Cigarette Butts to N,S-Codoped Carbon Dots and  Their  Application  in  Fluorescent  Film,  Security  Ink,  Bioimaging, Sensing and Logic Gate Operation, ACS Omega. 3 (2018) 13454–13466.

G.  Shah,  U.  Bhatt,  V.  Soni,  A  comprehensive  review  on  triple  R  eco-management   strategies   to   reduce,   reuse   and   recycle   of   hazardous cigarette butts, Heliyon. 9 (2023) e16642.

M.B. d’Heni  Teixeira, M.A.B.  Duarte,  L.  Raposo  Garcez,  J.  Camargo Rubim,  T.  Hofmann  Gatti,  P.A.Z.  Suarez, Process  development  for cigarette  butts  recycling  into  cellulose  pulp,  Waste  Manag.  60  (2017) 140–150.

A.  Sabzali,  M.  Nikaeen,  B.  Bina,  Application  of  cigarette  filter  rods  as biofilm carrier in an integrated fixed-film activated sludge reactor, Water Sci. Technol. 67 (2013) 1793–1801.

Y.  Yue,  Y.  Liu,  W.  Zhang,  J.  Guo,  Y.  Gong,  Y.  Yu,  Amidoxime functionalized  low-cost  cellulose-based  adsorbent  derived  from  waste cigarette filters for efficient heavy metal removal, J. Environ. Chem. Eng. 10 (2022).

T.  Wang,  F.  Yin,  Y.  Fang,  C.  Sun,  Waste  Cigarette  Butts-Derived Nitrogen-Doped  Carbon  Fibers  Loaded  with  Ru  Nanoparticles  as  an Efficient  Cathode  Catalyst  for  Lithium-Oxygen  Batteries,  ACS  Sustain. Chem. Eng. 11 (2023) 9163–9171.

C.  Yu,  H.  Hou,  X.  Liu,  L.  Han,  Y.  Yao,  Z.  Dai,  D.  Li,  The  recovery  of the waste cigarette butts for N-doped carbon anode in lithium ion battery, Front. Mater. 5 (2018) 1–9.

Y.F.   Wu,   Y.C.   Hsiao,   Y.J.   Ou,   S.   Kubendhiran,   C.Y.   Huang,   S. Yougbaré, L.Y. Lin, Synthesis of cigarette filter-derived activated carbon using various  activating  agents  for  flexible capacitive  supercapacitors,  J. Energy Storage. 54 (2022).

R.  Bi,  S.K.  Pang,  K.C.  Yung,  L.K.  Yin,  Comprehensive  study  of  used cigarette  filters-derived  porous  activated  carbon  for  Supercapacitors: From  biomass  waste  to  sustainable  energy  source,  J.  Electroanal.  Chem. 925 (2022).

A.M.   Abioye,   F.N.   Ani,   Recent  development  in   the  production   of activated   carbon   electrodes   from  agricultural   waste   biomass   for supercapacitors: A review, Renew. Sustain. Energy Rev. 52 (2015) 1282–1293.

Q.  Xiong,  Q.  Bai,  C.  Li,  H.  Lei,  C.  Liu,  Y.  Shen,  H.  Uyama,  Cost-effective, highly selective and environmentally friendly superhydrophobic  absorbent  from  cigarette  filters  for  oil  spillage  clean up, Polym. 10 (2018) 1101. 

A.R.  Selvaraj,  A.  Muthusamy,  In-ho-Cho,  H.J.  Kim,  K.  Senthil,  K. Prabakar, Ultrahigh surface area biomass derived 3D hierarchical porous carbon  nanosheet  electrodes  for  high  energy  density  supercapacitors, Carbon N. Y. 174 (2021) 463–474.

B.   Shaku,   T.P.   Mofokeng,   N.J.   Coville,   K.I.   Ozoemena,   Biomass valorisation   of   marula   nutshell   waste   into  nitrogen-doped   activated carbon  for  use  in  high  performance  supercapacitors,  Electrochim.  Acta. 442 (2023) 141828.

E.  Taer,  F.  Febriyanti,  W.S.  Mustika,  R.  Taslim,  A.  Agustino,  A. Apriwandi,  Enhancing  the  performance  of  supercapacitor  electrode  from chemical activation of carbon nanofibers derived Areca catechu husk via one-stage integrated pyrolysis, Carbon Lett. (2020).

E.  Taer,  L.  Pratiwi,  Apriwandi,  W.S.  Mustika,  R.  Taslim,  Agustino, Three-dimensional pore  structure of activated  carbon  monolithic  derived from    hierarchically    bamboo    stem    for    supercapacitor    application, Commun. Sci. Technol. 5 (2020) 22–30.

S.  Saini,  P.  Chand,  A.  Joshi,  Biomass  derived  carbon  for  supercapacitor applications: Review, J. Energy Storage. 39 (2021) 102646.

S. Majid, A.S.G. Ali, W.Q. Cao, R. Reza, Q. Ge, Biomass-derived porous carbons  as  supercapacitor  electrodes-A  review,  New  Carbon  Mater.  36 (2021) 546–572.

E.  Taer,  Apriwandi,  Windasari,  R.  Taslim,  M.  Deraman,  Novel  laurel aromatic    evergreen    biomass    derived    hierarchical    porous    carbon nanosheet  as   sustainable  electrode   for   high  performance   symmetric supercapacitor, J. Energy Storage. 67 (2023) 107567.

X. Xu, L. Yang, K. Zhuo, Z. Zhang, Q. Du, C. Wang, Y. Chen, Y. Zhao, Honeysuckle  flowers-derived  hierarchical  porous  carbon  matching  with ionic   liquid   electrolyte   for   high-energy   supercapacitors,   J.   Energy Storage. 41 (2021) 102988.

J.  Serafin,  M.  Baca,  M.  Biegun,  E.  Mijowska,  R.J.  Kaleńczuk,  J. Sreńscek-Nazzal,  B.  Michalkiewicz,  Direct  conversion  of  biomass  to nanoporous    activated    biocarbons    for    high    CO2    adsorption    and supercapacitor applications,Appl. Surf. Sci. 497 (2019) 143722.


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