研究机构:
中国电子科技大学的研究人员与白酒制造商五粮液合作,开发了一种利用白酒废渣作为钠离子电池碳源阳极的技术。
研究内容:
白酒是中国流行的酒精饮料,由小麦或大米制成,酒精含量高。研究人员发现,蒸馏过程中留下的沉淀物(通常作为肥料或牲畜饲料出售)含有可用于制造碳阳极的成分。近年来,锂离子电池已成为手持设备和太阳能发电装置备用电源甚至电动汽车的标准。然而,这种电池成本高且存在火灾风险,科学家一直在寻找替代品。钠离子电池是一种可能的替代方案。为了使钠离子电池成为可行的替代品,科学家需要找到提高其电荷密度和效率的方法,并解决阳极中碳的微孔坍塌问题。在这项新研究中,研究团队解决了后一个问题。
研究方法:
从白酒废渣中制造适合用于钠离子电池的碳基阳极需要大量处理。他们首先清洗和干燥废渣,然后进行酸浸和预碳化。接下来,为了去除二氧化硅,他们在高温下用氢氧化钠浸泡并与原硅酸乙酯混合。最后步骤是用超声波处理并在烤箱中烘烤。结果是掺杂硅的硬碳,研究团队称之为HC-1100Si-1。
研究团队将制成的阳极放入标准钠离子电池中测试其性能。他们发现,在1°C下,其可逆容量为281.5 mAh/g,100次循环后仍保持91.9%的电荷容量。虽然团队承认这不如目前使用的电池,但他们认为它可以用于需要频繁充电的应用中。
原文链接: Xinrui Wang et al, A Generic Si-Doped Strategy for Hard Carbon Derived from Wuliangye Distillers' Grains to Achieve High-Performance Sodium Ion Batteries, ACS Applied Materials & Interfaces (2025). DOI: 10.1021/acsami.4c17922