玉米叶废弃物的碳化用于纳离子储存应用,使用水溶性碳素甲基纤维素结合剂
1Energy and Environmental Materials Research Centre (E2MC), School of Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110819, China.
Gels (Basel, Switzerland)
|September 27, 2023
概括
研究人员将农业废物,玉米叶,转化为用于离子电池的生物碳. 优化的生物碳显示出有希望的性能,为储能提供低成本的阳极材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 硬碳材料是离子电池的实际阳极选择,因为资源可用性和成本低.
- 农业废物,就像玉米叶子一样,是开发可持续能源材料的未充分利用的资源.
研究的目的:
- 为了将玉米叶生物质转化为用于离子 (Na-ion) 电池阳极应用的生物碳.
- 研究碳化温度和后处理对这些生物碳的电化学性能的影响.
- 为生产生物碳阳极材料提出一个具有成本效益的方法.
主要方法:
- 在不同温度 (400,500,600°C) 的生物质碳化.
- 使用XRD,电子显微镜,拉曼光谱和表面分析进行材料表征.
- 纳米离子储存性能的电化学测试使用碳甲基纤维素结合剂.
- 动力评估和后机械化学处理 (球磨,洗).
主要成果:
- 生物碳的形成通过热分析和表征技术得到证实.
- 碳化温度显著影响电化学性能.
- 后处理 (球磨,洗) 提高了离子储存能力和伪容量贡献.
- 优化的生物碳 (600°C,后处理) 在500mAg-1下达到134mAhg-1的功率,电荷转移阻力降低 (49 Ω) 和改善Na-ion扩散 (4.8 × 10-19 cm2 s-1).
结论:
- 玉米叶衍生生物碳是可行的,低成本的极材料,用于Na-离子电池.
- 优化碳化和颗粒大小减小对于提高电化学性能至关重要.
- 本研究提出了一种可持续的方法,用于储能应用中的废物回收利用.
