在锂硫电池中使用生物质能

最新的研究发表在可再生能源和可持续能源的评论表示各种类型的生物质对锂硫电池的使用,已成长为一个真正的竞争对手与锂离子电池。

研究:最新进展在锂硫电池用biomass-derived碳硫主机。图片来源:EVANATTOZA / Shutterstock.com

根据最新研究、污染和气候变化是现代世界一些最大的威胁。的化石燃料被使用很长一段时间导致的排放严重对环境有害的副产品。在电池使用生物质有可能减轻一些工业对环境的影响。

锂硫电池

根据这项研究,因为效率高、低自放电速度,延长寿命,锂电池尤其具有吸引力。Li-metal阳极之间的化学反应发生和含硫Li-S电池阴极力量。

在电池耗尽,最终反应产物₂美国2011年,激活碳(AC)由猪骨被用作硫正极的主机Li-S电池第一次。首次利用激活碳来源于农业剩余几年后。

活性炭(AC)

非晶non-graphite材料和合适的标准化的微观结构,内消旋,大孔隙是称为活性炭。微观、中观和大孔隙大小是小于2纳米,2-50nm,分别和超过50 nm。快速分解或燃烧的碳基前体产生交流。

说明表示的三维晶格的石墨和无定形的活性炭。图片来源:贝尼特斯,et al .,可再生能源和可持续能源的评论

ACs含碳为主要成分。从环境污染的角度和最少的原材料的可访问性,交流生产生物质前体是最好的选择。交流从自然生物质能的生产是商业上可行的,有几个优点。

生物质实现Li-S电池

著名的5种生物质用于Li-S电池是伍迪生物量、草本和农业残留物,水生,动物和人类生物质能,污染和工业生物质废物。

不同的生物质能源的分类根据其来源。图片来源:贝尼特斯,et al .,可再生能源和可持续能源的评论

木质生物质

根据最新研究,哦,ZnCl₂用于激活。碳化的温度不同,从700到1000摄氏度。非活性的碳有SBET值远低于激活碳公平。许等人发表在激活碳的利用森林废弃物Li-S电池阴极矩阵。

农业生物质

农业残留物分析不同,可以分成三类:吸管,鲜花,和植物。碳化时间和温度范围仍然巨大,范围从1到3个小时和600到900摄氏度,分别。从生物量中如茶花(支W7)或芦苇花(W11),以及各种品种的开花(W8 - W10)一直在研究花卉Li-S细胞类别。

农业食品生物质能

该调查显示,最常见的三个激活试剂使用这组KOH,优化选取,并有H3PO4 KOH主导。的煅烧温度,广泛被认为,从550年到1000年c·李等人于2019年出版添加到研究人员感兴趣的知识用玉米棒子浪费(和其他生物质剩菜)作为硫主机。

水生生物

根据研究,由于低成本,高碳含量,尤其是快速发展,一些海洋水生植物是理想和可持续制造多孔碳(C)或激活的候选人(AC)。的年代_打赌和V_p值高于非活性的,在他们的年代80%的内容。

动物和人类废弃物生物质

根据最近的研究,使用KOH为活化剂进行这种生物质类型仍占主导地位。有H3PO4相比,这种方法产量大的年代_打赌和V_p值,同时也要求低碳化的温度。

一般制备过程和激活biomass-derived激活碳的方法。图片来源:贝尼特斯,et al .,可再生能源和可持续能源的评论

家庭和工业废料

只利用积极的催化剂KOH这组碳,和碳化时间和温度范围也不同。激活增加年代_打赌和V_p值,正如预测的那样,然而最大的复合年代内容(70%)被发现在一个非活性最低的碳V_p价值。

最新的研究集中在一个主要点,尽管存在各种生物质类型,最基本的成分是碳。碳原子有一个多层孔隙结构、高SSA、高孔隙度、和高浓度的杂原子存在碳化或被注入在激活后,似乎和一般首选。

虽然研究提到核心方面,几个因素,如额外的成本由于交流的一代,定量评价所需的生物的数量,和工业扩张,因为未来的需求仍有待仔细评估。同样,问题食品生物利用率等大型土地需求和杂质的存在还有待解决。

简而言之,低成本,特别是有害的环境排放很少的核心优势,积极利用生物质发电。等各种生物质真正使其成为最好的选择中使用的锂硫电池。

引用

贝尼特斯,。Gahete, j。简,y . C。绅士,。莫拉莱斯,J。& Brandell d (2021)。最新进展在锂硫电池用biomass-derived碳硫主机。可再生能源和可持续能源的评论。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032121010522

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