Пористый металл-углеродный материал на основе лигнина. Фото Анастасии Тамаровской / ФИЦ КНЦ СО РАН
Ученые синтезировали металлсодержащие углеродные композиты из гидролизного лигнина, модифицированного металлами. Новый материал способен накапливать электрический заряд и может применяться в качестве основного компонента суперконденсаторов в электронике и энергетике. Результаты работы опубликованы в Журнале Сибирского федерального университета.
Гидролизный лигнин представляет собой трудноутилизируемый отход, который образуется при переработке древесного сырья и приводит к серьезным экологическим проблемам. С другой стороны, это перспективный сырьевой ресурс из углерода. Уникальная структура делает его потенциальным источником недорогого биосырья. Благодаря высокому содержанию углерода гидролизный лигнин можно использовать для создания материалов со специальными свойствами и применять их в качестве катализаторов, сорбентов и электродов.
Ученые из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» модифицировали гидролизный древесный лигнин и получили пористые металл-углеродные материалы, которые могут найти применение в разных отраслях промышленности.
Чтобы переработать отходы лигнина в полезные продукты, специалисты дополняли его солями переходных металлов — хлоридом цинка, никеля и железа. Полученный материал был протестирован на способность накапливать электрический заряд. Результаты оказались положительными. Такой композит можно использовать при создании электродов для суперконденсаторов — особых типах конденсаторов, которые обладают высокой емкостью и способны быстро накапливать и отдавать заряд. Суперконденсаторы применяются в электромобилях, промышленных системы хранения энергии и телекоммуникационном оборудовании.
«Переработка отработанного и крупнотоннажного технического гидролизного лигнина в ценные продукты привлекает внимание низкой стоимостью, а также возможностью получения продуктов с уникальными структурными характеристиками. Химическая активация лигнина с помощью неорганических реагентов может привести к получению материалов с особыми свойствами, такими как электроемкость и магнетизм, что представляет особый интерес для различных областей промышленности. Синтез пористых металл-углеродных материалов на основе гидролизного лигнина и металлов помог нам понять ключевые аспекты их структуры и определить потенциал в качестве электродных материалов для суперконденсаторов. Эти материалы могут иметь широкий спектр применений в различных отраслях, включая электронику и энергетику. А также открывает новые возможности в поиске более доступных и эффективных биоматериалов, что является актуальной задачей для современной науки», — рассказала Светлана Цыганова, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН.
Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»