Сосновая кора – основа для уникальных суперконденсаторов
25 января 2023 г. Институт химии и химической технологии СО РАН
![Сосновая кора – основа для уникальных суперконденсаторов Сосновая кора – основа для уникальных суперконденсаторов](/upload/iblock/0ad/e4qt59p75xlrz9sb3gvo509t9t478tqy.jpg)
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 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.
![продукт продукт](/upload/medialibrary/6f2/oq9q39zajxm8hkzhh1ztqcsvzx9jo76u.jpg)
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.
![Кора сосны Кора сосны](/upload/medialibrary/f71/2k9oqw69tby7gn1i9eratoum3yoicirv.jpg)
![Проточный реактор для термической обработки растительного сырья крупно Проточный реактор для термической обработки растительного сырья крупно](/upload/medialibrary/693/dww7m3tl0vv3iqv50pt4qr2k99oyq9bw.jpg)
![Проточный реактор для термической обработки растительного сырья Проточный реактор для термической обработки растительного сырья](/upload/medialibrary/3e6/1biyazus2ekjo98lptw3iwxdujobf6gt.jpg)
![Углеродный продукт, полученный из коры Углеродный продукт, полученный из коры](/upload/medialibrary/bfe/6hblki3dlgbp2s26ftsxjnzih8ig5et8.jpg)
Поделиться: