生物質轉換“多孔碳”材料,讓生活更環保

2019-11-14  來自: 安陽鑫鴻機械設備有限公司 瀏覽次數:782


      一提到可再生能源,人們總會先想到太陽能、風能,才能想到生物質能源。長期以來,生物質能源雖被納入可再生能源之列,卻始終發展得“不溫不火”。如今,我國大力推進生態文明建設,生物質的利用迎來了新的發展機遇。

生物質

      根據國際能源機構(IEA)的定義,生物質(biomass)是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。生物質能則是太陽能以化學能形式儲存在生物質中的能量形式,它一直是人類賴以生存的重要能源之一,是僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源,在整個能源系統中占有重要的地位。


      由于生物質價格低廉、來源廣泛,采用生物質,尤其是廢棄農林生物質,作為制備多孔炭材料的原料是未來多孔炭材料研究領域中的重要組成部分。


丨生物質轉換“多孔碳”材料 讓生活更環保丨


      儲能是現代生活的基本需求,沒有它,我們就無法擁有手機、筆記本電腦或者電動汽車。從消費電子到能源運輸,電能必須存儲起來,并且在在交互設備上輕觸即可使用。目前的設備,如許多設備中常見的鋰離子電池,都是由有限的資源制造的,并且帶來了與處置相關的環境問題。


      對于可持續儲能裝置的有效的、有前途的方法之一就是將植物生物質轉換為“多孔碳”材料。這是一種可以制造成具有各種有用電化學性質的尚未有序“納米結構”的碳形式。

糠醛渣

     糠醛渣是生物質類物質如玉米芯、玉米稈、稻殼、棉籽殼以及農副產品加工下腳料中的聚戊糖成分水解生產糠醛(呋喃甲醛) 產生的生物質類廢棄物。


      以農林生物質廢棄物糠醛渣為原料,以其本身的三維結構為模板,采用先低溫炭化固定生物質結構,再高溫活化炭化的方法制備自模板糠醛渣多孔炭,通過調控活化劑KOH的比例控制自模板生物質基多孔炭的形成,成功制備了糠醛渣多孔炭。通過SEM、TEM、Raman、XPS、XRD等手段表征了所獲多孔炭材料的形貌、結構和組成,探討了活化劑比例對制備的木素糖醛渣基多孔炭結構性能的影響。當活化劑的比例為2 ∶1時,能夠在保留原料本身的三維結構前提下在其骨架上造孔。當活化劑的比例為3∶1時,所制備多孔炭的比表面積zui大,為2164.3m2/g。制備的自模板糠醛渣基多孔炭用作超級電容器的電極材料時,得到的超級電容器具有較好的電容性能、較高的比電容和較好的穩定性,以FRC3為電極材料,當電流密度為0.5A/g時,得到的超級電容器的比電為235.6F/g。本研究利用生物質本身的結構為模板制備多孔炭材料,為模板法制備多孔材料提供了新思路。

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