物理科技生物学-PHYICA

利用海菠萝和血液废物制造金属-空气-电池催化剂

技术工程 2022-03-24 21:54:34

Harnessing sea pineapples and blood waste for metal-air-battery catalysts用海菠萝壳纤维素纳米纤维和干血粉制造催化剂。功劳:东北大学海菠萝,一种可食用的海鞘,是日本的美味。东北地区以其海菠萝生产而闻名——在日本被称为霍亚。现在,一个研究小组为每年被丢弃的几十个海菠萝壳建立了新的用途。在Hiroshi雅布教授的带领下,研究小组证明了海菠萝壳中纤维素纳米纤维的碳化产生了高质量的碳,当与来自畜牧业的血液废物混合时,其电气性能与稀有金属相似。

这一发现有望应用于下一代能源设备,如燃料电池、金属空气电池,并显示出作为水电解系统电催化剂的潜力。

氧还原反应对于能源设备至关重要。这些装置的阴极通常采用铂和氧化铱作为电催化剂,但这些都是稀土材料,价格昂贵。

科学家们已经探索了替代碳源,但这些涉及大量的二氧化碳排放。雅布和他的团队已经表明,这一过程可以是可持续的,并且不含金属。

家畜血液中含有大量的血红素铁、氮和磷。尽管如此,畜牧业每年仍要处理数千吨干血液废物,污染河流、湖泊和溪流。

雅布指出:“在日本,血液废物自古以来就被用作漂白剂。"这是由于碳的吸附作用和元素成分的催化作用."

同时,广泛用作聚合物材料增强材料的纤维素纳米纤维具有高度结晶的结构,使其具有最佳的机械和热性能。纤维素纳米纤维传统上来自木材生物质,但研究小组确定了海菠萝,因为它们和其他海洋生物一样,在高温下加热时会显示出更高的结晶度并产生显著的石墨结构。

在加热之前,将血块和纤维素纳米纤维混合。从那里,获得并分析了粉末状碳合金。

这项研究的细节发表在《先进材料科学与技术》杂志上。

雅布相信,这一发现将带来一个更绿色的社会和更可持续的未来。“我们可以利用两种工业废物——历史上很难处理的——并将其用于生产绿色氢。”

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