リグニン由来カーボンナノシートにおける2次元形態と超ミクロ孔の相乗的設計による高性能CO2回収と太陽駆動型再生
Synergistic engineering of 2D morphology and ultramicropores in lignin-derived carbon nanosheets for high-performance CO2 capture and solar-driven regeneration (原題)
Xingyuan Lei, Xuelin Chen, Yanyan Hu, Yawen Yang, 苏玉, Rongkui Su, Zheng Zeng, Liqing Li, Xiancheng Ma, Wende Yan
🤖 gxceed AI 要約
日本語
本研究は、リグニン由来の炭素ナノシートをワンステップ共熱分解で合成し、CO2吸着容量とCO2/N2選択性を向上させた。特に、ULCN800は273Kで8.85mmol/gの高いCO2吸着能を示し、太陽光照射による迅速な再生が可能である。理論計算により、超ミクロ孔と極性官能基の役割を解明した。
English
This study synthesizes lignin-derived carbon nanosheets via one-step co-pyrolysis, achieving high CO2 uptake (8.85 mmol/g at 273K) and good CO2/N2 selectivity. The material enables solar-driven regeneration, offering a low-energy carbon capture approach. Theoretical analysis reveals the roles of ultramicropores and polar groups.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
日本では2050年カーボンニュートラル達成に向け、CCUS技術の開発が重要視されている。本研究成果は、未利用バイオマスであるリグニンを活用した低コスト・低エネルギーCO2回収材料の可能性を示し、国内のCCUS研究や産業利用に示唆を与える。
In the global GX context
Globally, carbon capture is critical for climate goals. This work advances biomass-derived adsorbents with solar-driven regeneration, reducing energy penalties compared to traditional methods. It contributes to the development of sustainable CCUS technologies, relevant to global efforts in decarbonization.
👥 読者別の含意
🔬研究者:材料科学やCCUS研究者は、細孔構造と表面化学の設計指針を参考にできる。
🏢実務担当者:炭素材料メーカーやCCUS事業者は、低エネルギー回収技術の可能性を評価できる。
🏛政策担当者:バイオマス利用やCCUS促進政策の参考となる技術的根拠を提供する。
📄 Abstract（原文）
Developing biomass-derived porous carbon adsorbents that simultaneously exhibit high CO 2 uptake, excellent CO 2 /N 2 separation performance, and low-energy regeneration capability is of great significance for efficient carbon capture. Herein, using sodium lignosulfonate as the carbon precursor and potassium oxalate monohydrate as an in situ template/activating agent, a one-step co-pyrolysis strategy was proposed for the targeted construction of ultrathin lignin-derived carbon nanosheets (ULCNs). This strategy enables the simultaneous regulation of two-dimensional sheet-like morphology, CO 2 size-matched ultramicropores, and O/S-containing polar sites. ULCN800 shows a loosely stacked nanosheet architecture with an apparent thickness of approximately 14.6 nm and an ultramicropore volume of 0.362 cm 3 g −1 , achieving high CO2 adsorption capacity at 273 K/1 bar (8.85 mmol g −1 ) and 298 K/1 bar (5.58 mmol g −1 ) and rapid photothermal-driven desorption under 1 kW m −2 irradiation. In contrast, ULCN600 exhibits the highest low-pressure CO 2 uptake (2.03 mmol g −1 at 298 K/0.15 bar) and enhanced CO 2 /N 2 selectivity, attributed to the retention of polar surface functional groups. Theoretical calculations and correlation analysis suggest that ultramicropores strongly associated with CO 2 capacity at high pressures, whereas O/S surface groups contribute to low-pressure affinity and selectivity. This study provides a strategy for tuning pore structure, surface chemistry, and photothermal properties in lignin-derived carbons for low-energy, regenerable CO2 capture.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- openalex https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.124205first seen 2026-08-23 04:48:25
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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。