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将酒糟转化为电能：电子科技大学将白酒沉淀物转化为钠离子电池阳极

盖世汽车 Elisha 2025-03-11 12:18:38

核心提示：中国电子科技大学的材料研究人员与白酒制造商五粮液合作，利用白酒酒糟开发出碳源阳极，以用于钠离子电池。

盖世汽车讯据外媒报道，中国电子科技大学的材料研究人员与白酒制造商五粮液合作，利用白酒酒糟开发出碳源阳极，以用于钠离子电池。

（图片来源：pubs.acs.org）

白酒由小麦或大米制成，其中酒精含量较高。研究人员指出，蒸馏过程中残留的沉渣通常用作肥料或牲畜饲料基质，其中含有可以用来制造碳阳极的成分。

在过去几年里，锂离子电池广泛应用于手持设备和电动汽车等。但是，这种电池的成本较高，而且存在起火风险。研究人员一直在寻找富有前景的替代品，比如钠离子电池。其中硬碳具有较低的电压平台和较高的层间距，被视为钠离子电池（SIB）的典型阳极材料。然而，硬碳的储钠性能并不理想，且初始库仑效率（ICE）较低，对其实际应用构成了重大挑战。

为了使钠离子电池成为可行的替代方案，研究人员希望找到一种方法来提高其电荷密度并提高效率，以及解决阳极中碳的微孔坍塌问题。在这项新研究中，该团队已经解决了后一个问题。

利用白酒沉渣来制造适用于钠离子电池的碳基阳极，这需要经过大量处理过程。研究人员首先清洗和烘干沉渣，对其进行酸浸和预碳化；接着，为了去除二氧化硅，他们将其浸泡在高温氢氧化钠中，并与正硅酸乙酯混合；最后用超声波爆破并在烤箱里烘烤。其结果是产生了硅掺杂硬碳HC-1100Si-1。

通过回收五粮液酒厂的低成本酒糟作为前体，该研究成功合成了硅掺杂多孔硬碳以用作纳离子电池阳极材料。在碳骨架中用硅原子取代碳原子导致层间距增加，从而提高可逆比容量和首次库仑效率（ICE）。此外，通过对焙烧温度进行线性控制，可以生产出具有高比表面积（525.23 m2 g–1）的硬碳。同时，微孔的存在增强了电解质渗透，并促进钠离子输送。

在制造出这种阳极后，该团队将其置入标准钠离子电池中，以观察其运行效果。结果发现，在1℃时其可逆容量为281.5 mAh/g，且经过100次循环后仍能保持91.9%的充电容量。该团队表示，虽然这还比不上当前使用的电池，但他们相信它可以用于需要频繁充电的应用。