将甘生物质再循环转化为2G糖和素衍生的生物炭,用于制备基于碳的电极

科学领域:

• 生物质转化和生物质价值化
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学

背景情况:

• 生物炼油厂的目标是将生物质转化为有价值的产品,但未充分利用的农业副产品,如甘包和草仍然具有挑战性.
• 酸的价值化是提高生物炼油厂经济可行性和可持续性的关键.
• 开发素衍生材料的新应用对于集成的生物炼油工艺至关重要.

研究的目的:

• 提出一种综合方法,用于从甘包和草中生产单糖,素和素衍生生物炭.
• 评估这些生物炭在为电化学应用创造功能电极方面的潜力.
• 探索生物炭成分对电化学性能的影响.

主要方法:

• 改性 kraft 和苏打粉碎甘包和草,以获得可消化的纸和富含素的液体.
• 纸的水解产生单糖.
• 丰富于素的液体的热解以产生生物炭.
• 生物炭油墨的制备和沉积在电极上.
• 在SEM-EDX特性和电化学测试 (OER,ORR) 中.

主要成果:

• 在单糖生产过程中获得的高葡萄糖转化率 (76-96%).
• 来自巴加斯的生物炭电极显示了适度的氧降解反应 (ORR) 活性.
• 来自草的生物炭电极表现出电化学不稳定性,但电导率高,这表明它们可以用作导电添加剂.
• 根据SEM-EDX的研究结果,包和草衍生生物炭之间的酸盐和硫含量存在差异.

结论:

• 甘包油和草的综合利用是可行的,产生单糖,素和生物炭.
• 素衍生生物炭可以加工成功能性电极,性能取决于原料和加工.
• 这项研究扩大了素衍生材料在生物炼油框架内的潜在应用,特别是作为导电添加剂.