Evaluation of Keratin-Cellulose Blend Fibers as Precursors for Carbon Fibers
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Zahra, Hilda; Selinger, Julian; Sawada, Daisuke; Ogawa, Yu; Orelma, Hannes; Ma, Yibo; Kumagai, Shogo; Yoshioka, Toshiaki; Hummel, Michael
Abstrakti:
<p>One main challenge to utilize cellulose-based fibers as the precursor for carbon fibers is their inherently low carbon yield. This study aims to evaluate the use of keratin in chicken feathers, a byproduct of the poultry industry generated in large quantities, as a natural charring agent to improve the yield of cellulose-derived carbon fibers. Keratin-cellulose composite fibers are prepared through direct dissolution of the pulp and feather keratin in the ionic liquid 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-enium acetate ([DBNH]OAc) and subsequent dry jet wet spinning (so-called Ioncell process). Thermogravimetric analysis reveals that there is an increase in the carbon yield by ∼53 wt % with 30 wt % keratin incorporation. This increase is comparable to the one observed for lignin-cellulose composite fibers, in which lignin acts as a carbon booster due to its higher carbon content. Keratin, however, reduces the mechanical properties of cellulose precursor fibers to a lesser extent than lignin. Keratin introduces nitrogen and induces the formation of pores in the precursor fibers and the resulting carbon fibers. Carbon materials derived from the keratin-cellulose composite fiber show potential for applications where nitrogen doping and pores or voids in the carbon are desirable, for example, for low-cost bio-based carbons for energy harvest or storage.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Volyymi
10
Numero
26
Sivut
8314-8325
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia; Materiaalitekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1021/acssuschemeng.2c00976
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä