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新南威爾士大學(xué)利用咖啡渣開發(fā)電極成分 使電池更具可持續(xù)性

時間:2021-07-08 09:51來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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（圖片來源：sciencedirect）
 
       據(jù)外媒報道，新南威爾士大學(xué)（UNSW）的研究人員，探討如何將咖啡殘渣變成電池電極中的關(guān)鍵化學(xué)成分。
 
       該團隊重點研究可充電鋰硫電池所需的化學(xué)物質(zhì)，這種電池有望成為下一代日常電力存儲技術(shù)之一。與目前大多數(shù)電池（包括鋰離子電池）相比，鋰硫電池的理論儲能容量更高。這種電池中使用的硫無毒、易于從自然界中獲取，而且作為石油工業(yè)的副產(chǎn)品，成本相對較低。
 
       硫需要碳框架的支撐或承載，以形成有效的硫電極，這正是咖啡渣起作用的地方。通過高溫分解過程處理咖啡殘渣，可以產(chǎn)生近乎純凈的碳。然而，碳可以多種形式存在，具有不同的物理特性。如何制備最適宜的碳形式，對于將咖啡渣回收整合至電池的電極中至關(guān)重要。研究人員表示：“我們工作的主要是表征碳的特性。”其中包括了解其結(jié)構(gòu)、形態(tài)、雜質(zhì)、表面積、孔隙特性，以及熱解粉末和電極中的結(jié)晶性質(zhì)。
 
       本項研究的最終目的是，找出不同形式熱解碳的物理性質(zhì)及其作為電極基質(zhì)材料有效性之間的關(guān)系。這極具挑戰(zhàn)性，因為要用到很多技術(shù)。最具揭示性的技術(shù)是一種被稱為X射線吸收近邊緣光譜學(xué)（XANES）的復(fù)雜過程。這是由澳大利亞同步加速器設(shè)施產(chǎn)生的一種特定類型X射線。利用X射線的吸收模式，緊接著是熒光發(fā)射，可以從不同尺度揭示碳的結(jié)構(gòu)細節(jié)。研究人員表示：“在電化學(xué)作用過程中，我們還能夠具體凸顯電極表面的碳框架、硫成分和其他化合物的變化。”
 
       該團隊希望通過量化碳中可接受雜質(zhì)的水平，以及使其適于制造電極的最低加工水平，來創(chuàng)建早期理念。在投入商用之前，根據(jù)性能、可用性和是否適合大規(guī)模生產(chǎn)，選擇正確的碳源，是需要進一步考慮的因素。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
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