В России создали тугоплавкую керамику с применением кожуры помело

Технологию получения тугоплавкой керамики с использованием продуктов высокотемпературного разложения кожуры цитрусовых разработали ученые Томского политеха. По их словам, созданный образец способен эффективно улавливать углекислый газ из атмосферы и может стать ключевым элементом в стратегиях декарбонизации. Результаты представлены в New Journal of Chemistry.

Как отметили эксперты Томского политеха, на сегодняшний день страны и компании стремятся либо к безотходному производству, либо же разрабатывают стратегии утилизации отходов с максимальной пользой для других промышленных применений.

Наибольший интерес, по мнению химиков, представляют растительные отходы – косточки, цедра, скорлупа, листья и другие несъедобные фрагменты растений, поскольку из них возможно получать чистый углерод с различной структурой. Его применяют для синтеза различных соединений, которые затем используются в электронике, медицине, авиастроении.

Специалисты рассказали, что соединения углерода с некоторыми металлами позволяют создавать материалы с улучшенными физическими, электрическими и механическими свойствами, используемые в экстремальных условиях, например в космическом вакууме или в химически агрессивных средах.

Одним из таких веществ является карбид титана (TiC). Кроме узких применений в необычных условиях, он используется, например, в аккумуляторах, катализаторах при производстве палладия и простейших органических соединений, а также в эффективных фильтрах, улавливающих углекислый газ из воздуха.

Ученые Томского политеха предложили новый способ получения карбида титана, использовав биоуглерод из цедры помело.«»У каждого растения есть собственная структура, которая повторяется в морфологии получаемого из него углерода. 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», – рассказал доцент научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Томского политеха Кирилл Ларионов.

Синтез карбида титана был осуществлен из порошка титана и углерода из цедры помело без применения вакуума, что существенно уменьшило энергозатраты и время производства. А характеристики нового продукта в некоторых случаях превосходили характеристики порошка карбида титана, полученного с помощью технического углерода, отметила один из авторов проекта, инженер лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли ТПУ Арина Свинухова.

«Его главные преимущества в дешевизне и большей удельной площади поверхности, то есть он лучше реагирует с металлом», – добавила она.

Как отметил руководитель стратегического проекта «Энергия будущего» Томского политеха Александр Пак, это исследование встраивается в глобальную повестку четвертого энергоперехода, затрагивает процессы переработки отходов и получения из них полезных материалов. Так, керамика из растительного углерода может не только улавливать углекислый газ, но и осуществлять утилизацию углерода.

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.

Томский политех – участник программы государственной поддержки университетов РФ «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты».