废旧沥青变废为宝！我校科研团队又有新成果

2021-10-26 20:05:45

长沙理工大学

内容摘要：

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#变废为宝#

长理科研团队又有新成果！

近日我校贾传坤、丁美教授团队

实现废旧沥青高效分离和资源化利用

成功变废为宝！

快跟小理一起了解下

近日，长沙理工大学贾传坤、丁美教授团队通过对道路材料中的废旧沥青进行高效分离、回收和资源化利用等研究，制备出一种具有相互联通的三维孔状结构和高比表面积的介孔碳材料（MPC）。该材料用作锂离子电池负极材料时，容量比商业石墨提高了近200mA hg^-1，同时用于钠离子和钾离子的存储时，也展现出优异的电化学性能。

（MPC和BPC的（a）XRD图谱，（b）Raman图谱，（c）氮气吸附/脱附曲线，（d）孔径分布曲线图；MPC的（e）SEM图和（g）TEM图和BPC的（f）SEM图和（h）TEM图）

（MPC和BPC组装成的（a）锂离子电池在0.2Ag^-1电流密度下的循环曲线图，（b）钠离子电池分别在2Ag^-1和1Ag^-1电流密度下的循环曲线图，（c）钾离子电池在0.1Ag^-1电流密度下的循环曲线图，（d）锂离子全电池在0.1Ag^-1电流密度下的充放电曲线图）

这一将废旧沥青变废为宝，作为储能电池负极材料的研究成果一旦实现产业化落地，不仅可以解决废旧沥青的环境污染问题，还可以为实现“碳中和”铸就新的力量，具有重大的意义。该工作发表在国际知名能源期刊Journalof PowerSources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”（50天获得中国发明专利授权）和“一种液流电池用改性电极及其制备方法和液流电池”（90天已获得中国发明专利授权）两项重大成果样机已构建完成，目前正在洽谈产业化。

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，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。

（废旧沥青衍生的介孔碳的制备流程图）

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。

本文第一作者为材料科学与工程学院和交通运输工程学院联合培养硕士研究生谢明明和朱晓波博士，丁美教授、贾传坤教授为本文共同通讯作者。

（贾传坤、丁美教授团队）

长沙理工大学储能团队从事大规模储能电池关键材料和系统集成研究。团队具有多项自主开发液流电池关键材料和系统构建专利技术，多项技术已完成专利转化。同时拥有废旧沥青基锂/钠/钾离子电池负极碳材料及液流电池电极材料、碳质泥岩基液流电池复合膜等交通固废资源化利用技术，实现了变废为宝，节能减排的目的，助力“碳中和”的发展。

END

来源：材料学院

编辑：高思源

封图：卢育诗

责编：刘畅

审核：伍佩桢

终审：任志祥

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