Место встречи Химиков

Панцирь краба обеспечивает дешевую и пригодную матрицу для создания высокопроизводительных углеродных электродов для хранения и преобразования энергии, сообщили китайские учёные.
Углеродные материалы имеют множество потенциальных применений, включая электроды в суперконденсаторах и топливных элементах. Известно, что пористая структура влияет на их физикохимические свойства и нормально контролируется с использованием пористых твёрдых матриц таких как цеолиты либо кремнезёмы. Но процесс обычно включает в себя использование плавиковой кислоты для удаления матриц, что может быть сложным и дорогостоящим процессом.
Исследовательская группа из университета Фудана, под руководством Йонг-Йао Ксиа, продемонстрировала, что скорлупа краба имеет хорошо распределенную пористую структуру на микроскопическом уровне. Использовав эту уникальную структуру они произвели пористую углеродную нановолоконную матрицу, объединив тяжёлый образец из крабовой скорлупы с традиционным мягким темплейтным методом. «Биологические матрицы обычно широко распространены и являются возобновляемыми, недорогими и экологически благоприятными по сравнению с искусственными матрицами,» - объяснил Ксиа.

После сжигания панциря краба в воздухе образовавшийся пористый образец состоит главным образом из карбоната кальция. Добавки мягкого образца сополимера и резольного прекурсора образуют углеродный каркас. Нагревание в атмосфере азота удаляет мягкую основу, и твердая основа может быть растворена в плавиковой кислоте.
«Твёрдая матрица крабовой скорлупы не только легко удаляется, но также является иерархически пористой,» - сообщил Руи Жанг, эксперт по пористым углеродным материалам из Шанхайского технологического института. Матрица углеродной нановолокнистой структуры содержит иерархическую пористость, образуя три размера пор.
Пористая структура пригодна для хранения заряда посредством адсорбции/десорбции ионов в качестве электродов суперконденсаторов либо платиновых/палладиевых катализаторов, применимых в качестве топливных элементов, сообщил Ксиа. Благодаря большой площади поверхности и сложной структуры, материалы, предложенные Ксиа, показали замечательные результаты в обоих случаях.
Команда Ксиа в данный момент используют панцирь краба в качестве опоры для других пористых материалов, также как и исследуют альтернативные матрицы моллюсков.

Автор: Erica Wise