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变废为宝！我科学家实现废旧沥青“秒变”大型储能电池电极材料

文章来源：科技日报更新时间：2021-10-21 11:12:13

10月20日，记者从长沙理工大学获悉，该校贾传坤教授团队，通过对道路材料中废旧沥青进行高效分离、回收及资源化利用等研究，成功制备出一种具高比表面积的介孔碳材料。以该材料做为锂离子电池负极材料，容量比现有商用石墨可提高近52%。研究同时发现，介孔碳材料作为电极，在钠离子电池、钾离子电池和大规模储能液流电池中均可表现出优异的电化学性能。这一将废旧沥青变废为宝，作为储能电池负极材料的重大成果一旦实现产业化落地，有望大幅度降低负极材料成本，助力新能源存储，及碳达峰碳中和目标的达成。

　　日前，研究成果在线发表在国际知名能源期刊《电源杂志》(《Journal of Power Sources》)上。此外，团队“一种基于废旧沥青的离子电池负极材料的制备方法”和“一种液流电池用改性电极及其制备方法和液流电池”等两项重大成果，在3个月内便获中国发明专利授权。

　　大力发展并高效利用太阳能、风能等新能源，是实现“碳达峰碳中和”的有效途径之一。但众所周知，太阳能、风能等新能源的利用，存在不稳定、不连续的问题，须为其配备适合的储能装置。电化学储能，因不受地域限制、响应快、使用方便等优点，成为发展迅速、产业化应用潜力大的热门技术之一。决定电化学储能电池性能的重要因素之一，就是电极材料。不过，现有的碱金属离子电池负极碳基材料，存在比容量较低、原料来源成本上涨等问题。大规模储能用液流电池电极材料，也存在电导率低、比表面积低及催化活性差等问题。研发价廉物美的新电极材料，对推动电化学储能商业化进程尤为关键。

　　沥青是广泛应用的道路材料，我国公路每年因路面维护所产生的废旧沥青混合料就有近2亿吨。这些废旧沥青混合料不仅造成极大的资源浪费，还占用大量土地，处理过程会带来环境污染。因此，亟需开发新的废旧沥青回收资源化方法。

　　为此，贾传坤团队着力于将废旧沥青混合料的再利用，和价廉物美的电极材料两项研究进行“混搭”探索。经过近两年探索，团队在国际上首次实现以废旧沥青为碳源，制备出具三维孔状结构和高比表面积的介孔碳材料。研究结果表明，由废旧沥青得到的碳材料用作储能电池电极材料，能表现出较高的稳定性和电池性能。

　　“废旧沥青在储能中的资源化利用，不仅有效解决了废旧沥青带来的环境污染和回收成本高等问题，也为研发低成本高性能的锂、钠、钾离子电池负极材料和液流电池电极材料提供了新思路，一举两得。同时，回收处理用的样机，我们也已研发和制造出，这项成果正在洽谈落地产业化阶段。”贾传坤说。

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