undefined

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 enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Aalto-yliopisto

Sawada Daisuke Orcid -palvelun logo

Zahra Hilda Orcid -palvelun logo

Selinger Julian

Hummel Michael Orcid -palvelun logo

Ma Yibo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

10

Numero

26

Sivut

8314-8325

Julkaisu­foorumi

75010

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