Гидроугли и композитные материалы нового поколения
Область применения: Сельское хозяйство; Ремедиация техногенно загрязнённых почв; Утилизация органических отходов; Секвестрация углерода; Устойчивые агроэкосистемы; Технологии замкнутого цикла.
Основные технические характеристики:
- Температурный диапазон гидротермальной карбонизации: 180–250 °C
- Выход гидроугля: до 65 % (в зависимости от типа сырья)
- Мезопористая структура получаемого сорбента
- Доказанное снижение подвижности тяжелых металлов в загрязнённых почвах
- Повышение ферментативной активности почв
- Влагоудерживающая способность композита гидрогель–гидроуголь: до 95 % удержания влаги
- Потенциал отрицательного углеродного баланса (LCA-анализ)
Технология апробирована в лабораторных и полевых условиях. Сформирована база данных физико-химических свойств гидроуглей из различных видов биомассы. Разработаны модели машинного обучения для прогнозирования свойств материалов.
Краткое описание проекта:
Разработана технология получения гидроуглей методом гидротермальной карбонизации органических отходов различного происхождения: микроводорослей, ряски, пищевых отходов, древесной биомассы. Полученные углеродсодержащие материалы обладают развитой мезопористой структурой и функциональными кислородсодержащими группами, обеспечивающими: иммобилизацию тяжёлых металлов; снижение экологической токсичности почв; улучшение агрохимических и биологических показателей; повышение устойчивости растений к стрессовым факторам. Дополнительно разработаны композитные материалы на основе гидроугля и биоразлагаемого гидрогеля, обеспечивающие пролонгированное удержание влаги в почве и перспективные для применения в засушливых регионах. Интеграция методов машинного обучения и оценки жизненного цикла (LCA) позволяет проектировать материалы с прогнозируемыми свойствами и минимальным экологическим следом уже на стадии их разработки. Технология ориентирована на создание природоподобных решений для устойчивого сельского хозяйства и достижения углеродной нейтральности.
