Сырье переработали методом пиролиза — термической утилизации в бескислородной среде. Полученную керамику можно использовать как фильтр для улавливания углекислого газа.
Ученые Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета при поддержке программы «Приоритет 2030» создали керамику из углерода, полученного из растительного материала — цедры помело. Она обладает уникальной структурой и повторяет морфологию растения.
Для создания углерода ученые использовали разные виды отходов пищевой промышленности: цедру цитрусовых (мандарины, помело), скорлупу кокоса и грецких орехов, высушенную кожуру банана, листья березы, газонную траву.
«Углерод, полученный из растительного сырья, обладает уникальными свойствами за счет наличия у каждого растения собственной структуры. В нашем случае морфология полученного углерода повторяет морфологию растений, то есть имеет поры и другие особенности строения. Мы провели исследования полученного углерода и выявили, что из всех используемых нами растительных отходов углерод из цедры помело обладает отличными свойствами для получения тугоплавкой керамики», — отмечает доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова ТПУ Кирилл Ларионов.
Углеродный порошок цедры помело ученые смешали с порошком титана и подвергли плазменному синтезу на электродуговом реакторе. Полученный карбид титана исследовали методами рентгеновской дифрактометрии, электронной микроскопии, дифференциально-термического анализа.
«Характеристики карбида сравнимы, а в некоторых случаях даже превосходят характеристики порошка карбида титана, полученного с помощью технического углерода. Его главные преимущества в дешевизне и большей удельной площади поверхности, то есть он лучше реагирует с металлом», — добавляет один из авторов проекта, инженер лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли Арина Свинухова.
Порошок карбида титана политехники спекли методом искрового плазменного спекания и получили образец керамики. Она обладает высокими механическими свойствами и, по словам ученых, может использоваться для изготовления фильтров, улавливающих СО2.
«Этот проект встраивается в глобальную повестку четвертого энергоперехода, затрагивает процессы переработки отходов и получения из них полезных материалов, востребованных в технологиях новой энергетики. Так, керамика из растительного углерода может не только улавливать углекислый газ, но и осуществлять утилизацию углерода. Это один из возможных вариантов решения задачи по декарбонизации, которая сегодня поставлена правительством страны», — резюмирует руководитель стратегического проекта «Энергия будущего» ТПУ Александр Пак.
Ученые планируют продолжить работы по синтезированию карбидов титана с применением других видов биоуглерода и изготавливать на его основе керамику для сравнения ее свойств с аналогичными образцами.
На фото - иинженер лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ Арина Свинухова
Источник: пресс-служба Томского политехнического университета
