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高值利用秸稈 制備儲能碳材料
文章來源:新能源網     更新時間:2024-01-03 15:19:27
科技日報訊 (記者馬愛平 通訊員王佳)2023年12月29日,記者從中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所獲悉,該所種植廢棄物清潔轉化與高值利用團隊揭示了秸稈焦油通過聚合改性,制備儲能碳材料的合成路徑與調控機制,為秸稈高值利用提供了新視角和新方法。相關研究成果日前發表于學術期刊《生物炭》。

  2022年,我國農作物秸稈產生量為8.65億噸。推進秸稈高值利用是改善農業生態環境、加快農業綠色低碳發展的重要舉措。熱解技術可以將秸稈轉化為生物炭、熱解氣、熱解焦油等產品,促進秸稈離田高值利用。其中,熱解焦油具有碳含量高、灰分含量低、易聚合等特點,適用于調控合成多孔碳材料。但焦油組分復雜,聚合成碳機理和孔隙調控規律尚不明確。

  論文通訊作者、中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所研究員姚宗路介紹,此次研究提出了焦油聚合協同活化摻氮來制備多孔儲能碳材料的合成策略,發現尿素與氫氧化鉀的協同作用在氮元素摻雜和微介孔形成方面發揮了重要作用,且制備出的儲能碳材料表現出優異的儲能特性。團隊對焦油制備的儲能碳材料組裝的超級電容器器件進行測試,結果表明,該器件在三電極體系下最高比電容為309.5法拉/克。在兩電極對稱體系中循環1萬次后,其單極比電容仍保持80.1%的循環特性,性能顯著優于商業活性炭。

  本研究為秸稈高值利用提供了新路徑和理論支持。“如果將研究提出的秸稈焦油制備儲能碳材料技術進行產業化應用,或能產生一定的經濟效益。”姚宗路說。

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