在美國肯塔基州，蒸餾酒的副產品正在轉化為電極。隨著肯塔基州波本威士忌的繁榮，留下了大量的副產品穀物，這些被稱為蒸餾酒渣的廢料，現在正被回收利用，轉化為一種能量儲存材料，可能成為未來商業電子產品的一部分。肯塔基大學的研究人員計劃在 ACS 2026 年春季會議上介紹這一可持續的解決方案。這個項目提供了一種替代方案，對於蒸餾廠來說，這些副產品的管理既困難又昂貴。研究顯示，波本威士忌的副產品能夠生產出存儲容量超過現有商業型號的超級電容器。
根據參與該項目的研究生 Barrios Cossio 的說法，從最終生產的波本威士忌體積中，會產生 6 到 10 倍的蒸餾酒渣作為廢物，因此這是一個非常重要的問題。為了開發高性能的超級電容器，研究團隊針對波本蒸餾酒渣，將其作為可持續的植物碳源來用於電極材料。雖然其它植物纖維也曾被探索，但這個團隊是首個利用波本蒸餾酒渣獨特穀物特徵的團隊。
蒸餾酒渣是一種重且富含水分的副產品，運輸困難或乾燥成本高昂，通常用作動物飼料。這項研究並未試圖抵抗水分，而是利用了其粘稠的一致性，簡化了高價值碳材料的生產過程。通過使用水熱碳化技術，乾燥階段被完全省略，這一過程類似於高壓烹調。成功不僅僅依賴化學反應，研究人員花了幾個月時間與肯塔基州、伊利諾伊州和加拿大的蒸餾廠建立合作夥伴關係，以獲取進行能源儲存實驗所需的樣本。
使用一個 10 升的反應器，通過施加熱和壓力，將潮濕的蒸餾酒渣轉化為細黑粉末，然後在爐中進一步精煉成兩種不同的材料。這些粉末被加熱至 200°C（392°F），形成硬碳，其無序結構非常適合捕獲鋰離子，從而增強能量儲存。另一方面，通過添加氫氧化鉀並將其加熱至 800°C（1,472°F），研究團隊生產出活性碳，一種具有巨大內部表面積的多孔材料，能夠儲存電荷。
實驗通過製作兩種基於蒸餾酒渣碳的硬幣大小的儲存設備來驗證。首先，具有活性碳電極的雙層電容器達到了當前商業標準，實現了 48 Wh/kg 的能量密度。然而，真正的突破來自他們的混合鋰離子超級電容器。該設備由類似電池的硬碳電極和電容器風格的活性碳電極組成，最終設備結合了快速放電速度和巨大的儲存容量，每公斤能儲存的能量是傳統版本的 25 倍。
這個項目在材料科學上標誌著一個罕見的里程碑，通過使用單一農業廢物來源來生產高性能混合設備所需的兩種電極。研究人員在小規模上證明了這一概念後，現在正轉向商業化，專注於擴大技術以支持大規模電網穩定化。未來的計劃包括進行嚴格的生命周期和經濟可行性分析，以確保將蒸餾廠廢物轉化為能量儲存既可持續又具成本效益。
