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竹子也能造电池?真相在这里!

2025-06-19 19:07 作者: 桃江县竹产业发展服务中心科普师苏伶俐 来源: 5578 次阅读

在我们的认知中,竹子常常与清新雅致的自然景观、坚固耐用的传统器具联系在一起。但你能想象吗?这看似普通的竹子,如今正凭借一项黑科技,在储能领域掀起一场变革,实现"点竹成金"的神奇蜕变。

一、传统储能困境:寻找新的突破口

随着全球对清洁能源的需求日益增长,储能技术成为关键焦点。目前主流的锂电池,虽然在便携电子设备和电动汽车等领域广泛应用,但也面临着诸多挑战。锂资源分布不均且储量有限,价格波动较大,同时在一些极端环境下,锂电池的性能会大打折扣,甚至存在安全隐患,如热失控等问题。此外,对于大型储能场景来说,锂电池的成本较高,难以满足大规模储能的需求。因此,寻找一种更安全、更经济、资源更丰富的储能解决方案迫在眉睫。

二、竹材变身硬碳:开启储能新大门

中国科学技术大学先进技术研究院的科研团队敏锐地捕捉到了这一需求,将目光投向了竹子这种常见的生物质材料,研发出了生物质制备高性能硬碳负极材料的新技术。在实验室里,成捆的毛竹经历了一系列神奇的"变身"过程。首先被粉碎,变成较小的颗粒,然后进行预碳化,在一定温度和条件下初步转化,最后经过高温碳化等工序,最终蜕变成黝黑的硬碳粉末。

为什么会选择竹子呢?这背后有着诸多优势。我国拥有丰富的竹林资源,现有竹林面积超过700万公顷,竹子生长迅速,具有快速再生的特性,是一种可持续利用的资源。而且,每吨竹材经过处理后,价值能提升近十倍,为规模化生产提供了良好的经济基础和天然资源库。与传统的化石能源基材料相比,以竹子为原料制备硬碳负极材料,不仅解决了资源可持续的问题,还具有生态友好的特点,符合全球绿色发展的趋势。

三、钠电池崛起:竹子赋能安全高效储能

这项以竹材为核心的技术,主要应用于钠电池。钠元素在地球上的储量极为丰富,仅海水中的钠储量就足以满足大规模储能的需求,这从根本上解决了锂资源短缺的问题。钠电池在性能上也表现出色,实验室数据显示,在-30℃的极端环境下,它仍能保持80%以上的容量,相比之下,锂电池在低温环境下的性能会明显下降。

在安全性能方面,钠电池更是有着显著优势。在针刺、过充等极端测试中,搭载该竹材制备硬碳负极材料的钠电池未出现热失控现象,这大大提升了电池的安全性,降低了火灾等安全事故的风险。对于一些对安全要求极高的场景,如大型储能电站、船舶动力系统等,钠电池的这一特性无疑具有巨大的吸引力。

从青青翠竹到高性能硬碳负极材料,从传统的植物到破解储能难题的黑科技,竹子的华丽转身让我们看到了大自然与科技创新的完美结合。随着科研团队加速推进技术迭代,这项"点竹成金"的技术有望在不久的将来走进我们的生活,为解决全球储能难题贡献中国智慧和中国方案,开启绿色储能的新篇章。

初审:郭峻灏

复审:马林虹

终审:袁志宏

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