浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院夏新輝研究員團隊研制出首例基于霉菌孢子碳技術(shù)的高能量密度鋰硫電池，他們將廢棄果蔬發(fā)酵的霉菌孢子碳作為儲能材料引入能源領(lǐng)域，獲得高能量密度電池，其比容量較市場(chǎng)上最好電池高 3 倍，未來(lái)有望解決電動(dòng)汽車(chē)長(cháng)途行駛的續航能力問(wèn)題，此外還在成本、使用壽命等方面有諸多優(yōu)勢。該成果近日被世界頂級材料期刊《先進(jìn)材料》報道。

　　“鋰硫電池是一種新型的高能量密度電池，它以硫作為電池正極，金屬鋰作為負極，其理論容量遠超過(guò)目前商用的鋰電池。”夏新輝介紹，硫元素容量密度高、能量足，被看好為下一代電池材料。然而，單獨的硫元素存在一個(gè)致命弊端，就是硫本身絕緣，且反應的中間產(chǎn)物會(huì )溶于電解液中造成損失。

　　長(cháng)久以來(lái)，科學(xué)界就一直在為硫尋找一個(gè)宿主，固定住硫元素，夏新輝團隊的研究也由此開(kāi)始。出于好奇，他們用兩個(gè)爛橙子做了一次實(shí)驗，偶然間打開(kāi)了研究方向?？蒲腥藛T首先將霉菌通過(guò)發(fā)酵培養，然后利用鎳的造孔能力將其結構優(yōu)化，再經(jīng)高溫碳化后，制備出了一種全新的霉菌孢子碳/納米磷化鎳復合材料。之后就是與硫元素的融合，在 155 攝氏度的溫度下，讓硫熔融，以熔融態(tài)的方式與碳材料混合，攜帶的硫就進(jìn)入了宿主。

　　研究結果表明，這種全新的霉菌孢子碳/納米磷化鎳得益于自身的高孔隙度、高導電性、大比表面積和多儲硫位點(diǎn)，并且可以對中間產(chǎn)物進(jìn)行物理/化學(xué)的雙重吸附，能極大地改善電池性能。不僅如此，若能將廢棄糧食果蔬重新發(fā)酵利用，用于制備霉菌孢子碳材料，還可實(shí)現廢物利用、產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。
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