การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบระหว่างโครงข่ายโลหะ-สารอินทรีย์และแผ่นเส้นใยนาโนคาร์บอนจากลิกนิน สำหรับวัสดุอิเล็กโทรดในตัวเก็บประจุไฟฟ้าเคมียิ่งยวด

ปัจจุบันลิกนินถือเป็นวัตถุดิบทางเลือกสำหรับสำหรับนำมาทำเป็นเส้นใยคาร์บอน เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนสูง เป็นทรัพยากรหมุนเวียน เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และสามารถนำไฟฟ้าได้ดี ซึ่งเหมาะสำหรับการนำมาทำเป็นวัสดุอิเล็กโทรดในตัวเก็บประจุไฟฟ้าเคมียิ่งยวด แต่เนื่องจากลิกนินมีโครงสร้างที่ไม่เป็นเส้นตรง จึงทำให้มีสมบัติที่ไม่ยืดหยุ่น ในงานวิจัยนี้จึงได้มีการพัฒนาโครงสร้างและสมบัติเชิงกลของเส้นใยคาร์บอนจากลิกนินด้วยการเจือด้วยฟอสฟอรัสที่ได้จากเทคนิคการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต อย่างไรก็ตามวัสดุคาร์บอนที่ได้จากลิกนินนั้นยังมีค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะค่อนข้างต่ำ จึงมีการเพิ่มประสิทธิภาพในการเก็บประจุของวัสดุคาร์บอนด้วยการตกแต่งโครงข่ายโลหะ-สารอินทรีย์ ชนิด ZIF-67 บนเส้นใยคาร์บอนนาโนจากลิกนิน (ZIF-67@PCNFs) หลังจากนำวัสดุอิเล็กโทรดไปผ่านกระบวนการไพโรไลซิสที่อุณหภูมิที่เหมาะสมพบว่าวัสดุคาร์บอนมีการถูกเจือด้วยเฮเทอโรอะตอม ซึ่งส่งผลให้วัสดุอิเล็กโทรดมีพื้นผิวจำเพาะเพิ่มขึ้น (563.67 m2/g) และมีอนุภาคของโคบอลต์ออกไซด์ที่ได้จาก ZIF-67 กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวของเส้นใย โดยวัสดุเชิงประกอบดังกล่าวสามารถเก็บประจุและมีค่าความจุจำเพาะไฟฟ้า 307.69 F/g ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 0.1 A/g นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพรอบในการใช้งานที่สูงถึงร้อยละ 99.99 หลังจากทดสอบการอัด-คายประจุเป็นจำนวน 5,000 รอบ