Красноярские ученые создали новый композит для суперконденсаторов
Электроды для суперконденсаторов из модифицированной сосновой коры разработали специалисты ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», 25 января сообщает пресс-служба центра.
Новые композиты имеют высокую электронную проводимость и могут накапливать в себе электрический заряд. Метод изготовления и характеристики нового материала ученые представили в статье «Исследование синтеза углеродсодержащих материалов на основе модифицированной сосновой коры для накопления электрического заряда», опубликованной в журнале Wood Science and Technology.
Сложность переработки коры хвойных деревьев из-за ее высокой зольности приводит к тому, что она стала основным отходом деревообрабатывающей промышленности. Однако минеральная составляющая коры может быть использована как природный катализатор электрохимических процессов и стать ценным и экологически чистым сырьем для производства электродных материалов.
Эту возможность использовали красноярские ученые при разработке углеродосодержащих материалов из модифицированной сосновой коры, которые за счет своих хороших энергетических характеристик могут служить электродами для суперконденсаторов, то есть накапливающих энергию устройств.
В результате экспериментов по разработке технологии получения таких материалов было установлено, что наилучшие результаты давала добавка к сосновой коре хлорида цинка.
Для изготовления нового композита отходы сосновой коры измельчались и смешивались с водными растворами хлорида цинка с добавками, которыми служили или гидрокарбонат натрия, или пероксид углерода.
Далее смесь подвергалась термической обработке, в результате чего на выходе получались пористые углеродосодержащие композиты с некоторыми добавками. Исследования показали, что благодаря наличию в структуре композита наночастиц оксидов металлов, а также из-за «неоднородной электронной проводимости» эти материалы характеризует высокая пористость и способность к накоплению электрического заряда.
Старший научный сотрудник Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат химических наук Светлана Цыганова рассказала о значении проделанной их коллективом работы:
«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».
Она пояснила, что полученные ими материалы могут быть использованы для изготовления «зеленых» электродов суперконденсаторов, которые будут востребованы современной промышленностью.
