Ученые ФИЦ КНЦ СО РАН создали электроды для суперконденсаторов из сосновой коры

Красноярские ученые разработали углеродосодержащие материалы из модифицированной сосновой коры. Полученные композиты обладают высокой электронной проводимостью и способны накапливать электрический заряд

Ученые ФИЦ КНЦ СО РАН создали электроды для суперконденсаторов из сосновой коры

Красноярские ученые разработали новые электроды для суперконденсаторов из модифицированной сосновой коры. Полученные композиты обладают высокой электронной проводимостью и способны накапливать в себе электрический заряд. Результаты исследования опубликованы в журнале Wood Science and Technology.

Кора сосны (справа) и углеродный продукт, полученный из коры (слева)

Кора сосны (справа) и углеродный продукт, полученный из коры (слева)

 

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 Красноярского научного центра 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 нами 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 Светлана Цыганова, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН.

 

Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»