科技日?qǐng)?bào)訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,，韓國(guó)研究人員找到了一種方法，可從稻殼中的二氧化硅提純硅,，這種硅具有天然的納米孔結(jié)構(gòu),，由其制成的硅陽(yáng)極能夠避免容量衰減，從而提高鋰離子電池的性能,。該研究已發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》,。
硅可用來(lái)制造智能手機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)中鋰離子電池的陽(yáng)極,。與傳統(tǒng)的石墨陽(yáng)極相比,，硅合金陽(yáng)極的理論容量雖然更大，但卻很容易發(fā)生容量衰減,，這使得它們效率低下,。
大米是世界三分之一以上人口的主食，全球水稻年產(chǎn)量可達(dá)4.22億噸,，但其中有20%是稻殼這一廢料所占的分量,。稻殼通常被用來(lái)制造一些廉價(jià)物品，如化肥添加劑,、畜牧業(yè)用地毯和育苗床土等,。
但韓國(guó)研究人員崔章宇（音譯）和他的團(tuán)隊(duì)相信，稻殼可以發(fā)揮更大的利用價(jià)值,。稻殼中含有大量二氧化硅，幾乎占稻殼重量的15％到20％,，并且為了阻隔空氣和水分進(jìn)入米粒,，其已演化成了納米孔結(jié)構(gòu)。
研究人員先通過(guò)加入酸和熱處理的方式去除稻殼中的金屬雜質(zhì)和有機(jī)成分,，然后用鎂將硅從二氧化硅中提純出來(lái),。這種方法使三維多孔納米結(jié)構(gòu)能夠保留下來(lái)。最后,，他們?cè)诘玫降墓枭贤磕ㄌ紝?，并將其作為鋰紐扣電池的陽(yáng)極使用。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,，這些陽(yáng)極比硅合金陽(yáng)極更高效,。由稻殼中提純的硅制成的陽(yáng)極具有很高的庫(kù)侖效率和優(yōu)異的放電容量保持率，研究人員認(rèn)為,，這是由于其互連的多孔結(jié)構(gòu)能夠幫助形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面,。相比之下,，硅合金陽(yáng)極的容積變化率高達(dá)300％，容易造成合金斷裂,、形成的固體電解質(zhì)界面不穩(wěn)定,，因而存在容量衰減問(wèn)題。
研究人員認(rèn)為,，從稻殼中提取硅有助于滿足便攜式電子設(shè)備和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)電池不斷增加的硅需求,，而作為世界上最廣泛種植作物之一的水稻，也能因此為先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展作出貢獻(xiàn),。（陳丹）
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