Лигнин: сверхзеленое топливо для топливных элементов

Исследователи из Лаборатории органической электроники Университета Линчёпинга (LiU) разработали топливный элемент, на основе лигнина, дешевого побочного продукта бумажного производства и одного из самых распространенных биополимеров.

Исследователи из Лаборатории органической электроники Университета Линчёпинга (LiU) разработали топливный элемент, на основе лигнина, дешевого побочного продукта бумажного производства и одного из самых распространенных биополимеров.

Примерно 25 процентов древесины состоит из лигнина - биополимера, который склеивает целлюлозные волокна вместе, образуя прочную основу древесины. Во время химической обработки бумажной массы этот лигнин растворяется либо в сульфатном, либо в сульфитном процессе, поскольку целлюлоза является основным компонентом для изготовления бумаги. Лигнин дешев и легко доступен. Это биополимер, состоящий из большого количества углеводородных цепочек, которые могут быть разрушены для получения их, богатых энергией, составных частей, бензолдиолов. Один из них, катехол составляет 7 процентов лигнина. Исследователи из группы органических энергетических материалов при LiU во главе с профессором Ксавьером Криспином обнаружили, что этот тип молекулы является отличным топливом для использования в топливных элементах.

Традиционным топливом для топливных элементов, является водород, который реагирует с кислородом из воздуха. Химическая энергия преобразуется в топливном элементе в электричество, воду и тепло. Тем не менее, 96 процентов водорода, производимого во всем мире, приходится на ископаемые источники и сопровождается выбросом углекислого газа .

Другими видами топлива, используемыми в топливных элементах, являются этанол и метанол, но они также продуцируют углекислый газ в качестве побочного продукта. Электроды, необходимые для привлечения бегущих электронов, обычно изготавливаются из дорогостоящей и дефицитной платины.

Бензолдиолы, однако, являются ароматическими молекулами, и металлические электроды не могут использоваться в топливных элементах на основе бензолдиолов, так как в этом случае происходят более сложные реакции. Исследователи вместо этого использовали электроды, изготовленные из распространенного проводящего полимера PEDOT: PSS. Этот полимер является проводником электричества и в то же время имеет избыток протонов. Это означает, что он функционирует как электрод и как проводник протонов.

«PEDOT: PSS является идеальным катализатором для реакции с бензолдиолом, таким как катехол», - говорит Ксавьер Криспин. Химическая энергия топлива преобразуется в электричество без образования диоксида углерода.

«Когда в топливном элементе используют этанол, это считается углеродно-нейтральной технологией, поскольку двуокись углерода является компонентом циркуляции. Это означает, что этанол считается зеленым топливом а это означает что наша технология сверхзеленая. Технология также является не дорогой и масштабируемой», - говорит Ксавьер Криспин.

«На сегодняшний день существует фундаментальная нехватка знаний о PEDOT: PSS в электрохимии», - говорит Ксавье Криспин. Но исследователям удалось подсчитать количество электроэнергии, производимое новым топливным элементом, и оно примерно такое же, как у топливных элементов на основе этанола и метанола .

«Эффективный метод получения катехола из лигнина уже доступен, и мы впервые в мире продемонстрировали топливный элемент, который использует топливо из этого древесного сырья», - говорит Ксавьер Криспин. опубликовано econet.ru  Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet