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新南威爾士大學利用咖啡渣開發(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）
據外媒報道，新南威爾士大學（UNSW）的研究人員，探討如何將咖啡殘渣變成電池電極中的關鍵化學成分。
該團隊重點研究可充電鋰硫電池所需的化學物質，這種電池有望成為下一代日常電力存儲技術之一。與目前大多數電池（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。”其中包括了解其結構、形態(tài)、雜質、表面積、孔隙特性，以及熱解粉末和電極中的結晶性質。
本項研究的最終目的是，找出不同形式熱解碳的物理性質及其作為電極基質材料有效性之間的關系。這極具挑戰(zhàn)性，因為要用到很多技術。最具揭示性的技術是一種被稱為X射線吸收近邊緣光譜學（XANES）的復雜過程。這是由澳大利亞同步加速器設施產生的一種特定類型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構細節(jié)。研究人員表示：“在電化學作用過程中，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，根據性能、可用性和是否適合大規(guī)模生產，選擇正確的碳源，是需要進一步考慮的因素。
(責任編輯：子蕊)
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