Красноярские ученые разработали новые электроды для суперконденсаторов из модифицированной сосновой коры. Полученные композиты обладают высокой электронной проводимостью и способны накапливать в себе электрический заряд
О результатах исследования, опубликованного в журнале Wood Science and Technology, рассказывает Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН в статье на портале «Наука в Сибири».
Кора хвойных деревьев, обладающая высокой зольностью, из-за сложности ее переработки, остается основным отходом деревообрабатывающей промышленности. В то же время она может быть ценным сырьем при производстве электродных материалов, где минеральная составляющая коры может играть роль природного катализатора в электрохимических процессах.
Ученые из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали углеродосодержащие материалы из модифицированной сосновой коры. Они обладают хорошими энергетическими характеристиками и могут использоваться в качестве электродов для суперконденсаторов — современных накапливающих энергию устройств.
Отходы сосновой коры измельчали и смешивали с водными растворами, содержащими хлорид цинка, гидрокарбонат натрия или пероксид углерода, затем подвергали термической обработке. В результате ученые получали пористые углеродосодержащие материалы с различными добавками.
После анализа характеристик синтезированных материалов, специалисты ФИЦ КНЦ СО РАН определили, что наилучшими кандидатами на роль материала для создания электрода подойдут композиты, изготовленные из смеси сосновой коры с добавлением хлорида цинка. Они отличаются высокой пористостью и способностью к накоплению электрического заряда благодаря наличию в структуре наночастиц оксидов металлов, а также неоднородной электронной проводимости.
«Переработка древесной коры в электродные материалы для хранения энергии является важной вехой в зеленой химии и перспективным направлением создания новых материалов с точки зрения экологии, экономики и энергетики. Обычно энергетические характеристики углеродного материала улучшают при помощи модификации оксидами переходных металлов. Это довольно сложная и дорогостоящая процедура. Мы предложили использовать несложный метод карбонизации и экологически чистые и недорогие реагенты для модификации коры древесины, такие как перекись водорода и гидроксид натрия, а также малотоксичный хлорид цинка. Проведенная нами модификация позволяет не только мягко преобразовать структуру сырья и конечного продукта, но и выявить причины влияния модификатора на накопление электрического заряда в материале. Полученные материалы можно использовать в качестве экологически чистых электродов. Они имеют огромный потенциал для создания суперконденсаторов, которые способствуют накоплению и переносу электрического заряда в ходе электрохимического процесса», — прокомментировала результаты старший научный сотрудник Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат химических наук Светлана Ивановна Цыганова.
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН.
(Источник: www.sbras.info. Фото Анастасии Тамаровской. На фото: кора сосны (справа) и углеродный продукт, полученный из коры (слева)).
Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости.