Разработан новый метод создания углеродных сфер

Британские исследователи разработали экологически чистый и эффективный способ создания углеродных сфер. Исследование опубликовано в журнале Carbon.

Пористые углеродные сферы в последнее десятилетие начали играть важную роль в хранении и преобразовании энергии, катализе, адсорбции и хранении газа, доставке лекарств и очистке воды. Они также лежат в основе технологии улавливания углерода. Это важно для борьбы с изменением климата. Однако у углеродных сфер есть свои недостатки. В первую очередь они связаны с существующими методами их производства, из-за которых сферы могут быть слишком дорогими или неэффективными.

Ученые из Университета Суонси разработали новый, более экологичный метод производства углеродных сфер. Их способ основан на методе CVD (химическое осаждение из газовой фазы), который используется в других областях. Исследователи адаптировали его под свои нужды, чтобы создавать углеродные сферы всего за один этап. Затем ученые применили пиромеллитовую кислоту как источник углерода и кислорода и использовали метод CVD при температурах от 600 °C до 900 °C. Так они изучили, при какой температуре создания углеродные сферы наиболее эффективно улавливают CO².

Ученые выяснили, что 800 °C — оптимальная для образования углеродных сфер. Появлявшиеся в них ультрамикропоры позволяли эффективно захватывать углерод как в условиях атмосферного давления, так и при более низком. Однако при атмосферном давлении результаты все-таки были лучше и составили 4,0 ммоль/г при 0 °C и 2,9 ммоль/г при 25 °C. При более низком давлении, равном 0,15 бар, адсорбционная способность по CO² составляла 2,0 ммоль/г и 1,1 ммоль/г. Ученые отмечают, что температура осаждения влияла на удельную поверхность сфер и общий объем пор. Именно эти характеристики во многом определяют эффективность улавливания углекислого газа.

Авторы исследования отмечают, что их метод обладает рядом преимуществ. Ему не нужны щелочи и катализаторы, используется только дешевое и безопасное сырье. При этом для очистки материала не нужны растворители.

«Углеродные сферы быстро становятся жизненно важными продуктами для зеленого и устойчивого будущего, и исследования в этой области очень важны. Мы продемонстрировали безопасный, чистый и быстрый метод изготовления сфер. Что особенно важно, при всех этих плюсах наш способ также обладает высокой эффективностью благодаря создаваемым микропорам. В отличие от других методов CVD, с помощью нашей процедуры можно производить сферы в больших масштабах, не полагаясь на опасное газовое и жидкое сырье. Углеродные сферы также исследуются на предмет потенциального использования в батареях и суперконденсаторах. Так что со временем они могут стать необходимыми для хранения возобновляемой энергии, точно так же, как они уже используются для улавливания углерода», — рассказал руководитель исследования, Саид Ходабахши из Исследовательского института энергетической безопасности Университета Суонси.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.