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The key to carbon aerogel microbeads: xanthan gum-mediated shape retention during gelation of resorcinol formaldehyde droplets

Anklam, Thomas und Kamal Mohamed, Seeni Meera und Niemeyer, Philipp David und Probst, Rebekka und Fekadu, Beruktayet und Kreps, Frederic und Schwan, Marina und Tannert, René und Milow, Barbara (2026) The key to carbon aerogel microbeads: xanthan gum-mediated shape retention during gelation of resorcinol formaldehyde droplets. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 119, Seite 45. Springer. doi: 10.1007/s10971-026-07224-x. ISSN 0928-0707.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10971-026-07224-x

Kurzfassung

Their high porosity, high surface area, and low density render resorcinol-formaldehyde (RF) aerogels attractive precursors to their carbon analogs which have interesting applications, for instance in adsorption, catalysis, or electrochemical energy storage. While they are conventionally produced by pyrolysis as monoliths in a laboratory scale, a large-scale production would be more facile if they were produced in the form of microbeads. The direct bead formation of RF solution by the dropping method is limited because of their inability to preserve the spherical shape until gelation due to the low viscosity of RF solution. Therefore, within this work, we aimed to improve the viscosity by adding the polysaccharide-based thickener xanthan gum (XG) to the RF solution and pre-gelling them, followed by dropping into an acid bath for rapid gelation. We were thus able to produce RF aerogel beads (RFB) and subsequently carbon aerogel beads (CB) with diameters ranging from 2.0–2.6 mm. Here, we investigated the physicochemical properties of the resulting RF and CB using various physicochemical techniques by varying the XG concentration and the type of acid gelation bath. N2 physisorption analysis showed that CBs developed with high surface areas up to 1205 m2/g, micropore volumes up to 0.43 cm3/g and, bulk (tap) density of 0.31 g/cm3. In order to evaluate the use of these CBs for applications such as carbon capture and electrode material, we furthermore investigated their CO2 sorption capacity, electrical conductivity, and mechanical properties. These findings presented in this work demonstrate the promising potential of the carbon aerogel microbeads for such applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/227121/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The key to carbon aerogel microbeads: xanthan gum-mediated shape retention during gelation of resorcinol formaldehyde droplets
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Anklam, ThomasThomas.Anklam (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3192-907XNICHT SPEZIFIZIERT
Kamal Mohamed, Seeni MeeraSeeniMeera.KamalMohamed (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Niemeyer, Philipp DavidPhilipp.Niemeyer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4386-2589NICHT SPEZIFIZIERT
Probst, RebekkaRebekka.Probst (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fekadu, Beruktayetberuktayet.fekadu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kreps, FredericFrederic.Kreps (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwan, MarinaMarina.Schwan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6329-8164227783556
Tannert, RenéRene.Tannert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9484-8886NICHT SPEZIFIZIERT
Milow, BarbaraBarbara.Milow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6350-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 September 2026
Erschienen in:Journal of Sol-Gel Science and Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:119
DOI:10.1007/s10971-026-07224-x
Seitenbereich:Seite 45
Verlag:Springer
ISSN:0928-0707
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aerogels, Resorcinol-formaldehyde, Xanthan gum, Carbon microbeads, Ultra-microporous, CO2-adsorption, Electrical conductivity
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
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DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - FFAE - Fahrzeugkonzepte, Fahrzeugstruktur, Antriebsstrang und Energiemanagement
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Institute & Einrichtungen:Institut für Frontier Materials auf der Erde und im Weltraum > Aerogele und hochporöse Werkstoffe
Institut für Frontier Materials auf der Erde und im Weltraum > Digital integrierte Mikrostruktur und Mechanik
Hinterlegt von: Anklam, Thomas
Hinterlegt am:25 Sep 2026 10:14
Letzte Änderung:25 Sep 2026 10:14

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