廢瀝青也能變成“寶”:新方法可將瀝青轉(zhuǎn)化為高性能的通用負(fù)極材料
- 發(fā)表時(shí)間:2021-10-11
瀝青是一種深褐色至黑色的膠結(jié)材料,其中主要成分是天然存在或在石油加工中獲得的瀝青。瀝青是大多數(shù)原油中不同比例的成分,廣泛用作鋪路集料(如砂、礫石、礦渣或碎石)的粘合劑。瀝青其實(shí)是由不同分子量的碳?xì)浠衔镆约胺墙饘傺苌锘旌隙,是一種高粘度有機(jī)液體的一種。正常情況下,都是以液體或者半固體的石油狀態(tài)存在,表面呈現(xiàn)黑色,能夠溶于二硫化碳和四氯化碳。
瀝青不止一種,它分為天然瀝青、石油瀝青和煤焦瀝青,它們的形成方式也各有不同,其中天然瀝青就是儲(chǔ)藏在地下的,可能在地殼表面堆積,也可能形成了礦層。而煤焦瀝青和石油瀝青都是人工煉制的,煤焦瀝青顧名思義就是煉焦的副產(chǎn)品,而石油瀝青則是原油蒸餾后的殘?jiān)?/p>
瀝青還用于屋頂、涂料、地磚、隔音、防水和其他建筑結(jié)構(gòu)元件以及許多工業(yè)產(chǎn)品,例如電池。廢瀝青隨處可見,甚至?xí)䦷憝h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
為了生產(chǎn)低成本和廣泛使用的電池材料,長(zhǎng)沙團(tuán)隊(duì)將廢瀝青轉(zhuǎn)化為具有相互連接的三維多孔結(jié)構(gòu)、高表面積和眾多豐富晶體缺陷的介孔碳。
作為鋰離子電池的負(fù)極材料,介孔碳在 0.2 A g-1 下表現(xiàn)出 674.2 mAh g -1的可逆容量以及優(yōu)異的倍率和循環(huán)性能(258.7 mAh g -1在 1.0 A g -1后1000 次循環(huán))由于縮短了離子的擴(kuò)散路徑和更容易滲透電解質(zhì)。碳負(fù)極還在鈉離子和鉀離子電池中提供卓越的可逆容量和循環(huán)穩(wěn)定性。廢瀝青衍生的介孔碳具有同時(shí)解決能源和環(huán)境問題的潛力,有望用于大規(guī)模應(yīng)用。