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隨著全球能源需求的不斷增長(zhǎng)和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，開(kāi)發(fā)可持續(xù)的能源存儲(chǔ)技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。鈉離子電池（SIBs）因其成本低廉、資源豐富，被認(rèn)為是鋰離子電池（LIBs）的有力替代品。然而，鈉離子電池的負(fù)極材料開(kāi)發(fā)仍面臨諸多挑戰(zhàn)。近日，上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的翁國(guó)明研究團(tuán)隊(duì)在《Green Chemical Technology》期刊上發(fā)表了一篇關(guān)于廢樹(shù)脂衍生碳材料在鈉離子電池中應(yīng)用的綜述文章，為這一領(lǐng)域的研究提供了新的思路和方向。

廢樹(shù)脂的挑戰(zhàn)與機(jī)遇  

廢樹(shù)脂，尤其是環(huán)氧樹(shù)脂，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子和化工等領(lǐng)域，但其難以降解的特性使其成為環(huán)境治理的難題。傳統(tǒng)的填埋和焚燒處理方式不僅無(wú)法有效回收資源，還會(huì)對(duì)土壤和空氣造成二次污染。如何高效、環(huán)保地處理廢樹(shù)脂，已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)提出了一種創(chuàng)新的解決方案：將廢樹(shù)脂轉(zhuǎn)化為功能性碳材料，用于鈉離子電池的負(fù)極材料。這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)廢樹(shù)脂的高值化利用，還能為清潔能源存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展提供新的材料支持。

廢樹(shù)脂衍生碳材料的優(yōu)勢(shì) 

1. 低成本與高資源利用率 

   廢樹(shù)脂來(lái)源廣泛，成本低廉，通過(guò)熱解或化學(xué)回收技術(shù)，可以將其轉(zhuǎn)化為高性能的碳材料。這種“變廢為寶”的方式不僅降低了電池材料的成本，還減少了對(duì)環(huán)境的污染。

2. 優(yōu)異的電化學(xué)性能  

   研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，廢樹(shù)脂衍生的碳材料具有較高的鈉離子存儲(chǔ)容量和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。例如，酚醛樹(shù)脂衍生的硬碳材料在鈉離子電池中表現(xiàn)出高達(dá)386 mAh/g的可逆容量，且循環(huán)100次后容量保持率超過(guò)96%。

3. 環(huán)境友好與可持續(xù)發(fā)展

   通過(guò)廢樹(shù)脂的回收利用，研究團(tuán)隊(duì)不僅減少了廢棄物的產(chǎn)生，還推動(dòng)了“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。廢樹(shù)脂熱解過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣還可以作為清潔能源，進(jìn)一步減少碳排放。

技術(shù)突破與未來(lái)展望 

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)功能基團(tuán)調(diào)控和電解質(zhì)工程優(yōu)化，進(jìn)一步提升了廢樹(shù)脂衍生碳材料的性能。例如，通過(guò)引入電子給體或受體基團(tuán)，調(diào)控了材料的氧化還原電位，優(yōu)化了其鈉離子存儲(chǔ)能力。

未來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探索廢樹(shù)脂衍生碳材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和功能化改性，推動(dòng)其在鈉離子電池中的大規(guī)模應(yīng)用。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還將進(jìn)一步開(kāi)發(fā)高效催化劑和反應(yīng)設(shè)備，提升廢樹(shù)脂回收的效率和經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語(yǔ)  

廢樹(shù)脂衍生碳材料的研究不僅為鈉離子電池的發(fā)展提供了新的材料選擇，還為廢樹(shù)脂的高值化利用開(kāi)辟了新的途徑。通過(guò)這一技術(shù)，我們不僅能夠減少環(huán)境污染，還能推動(dòng)清潔能源存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步，助力全球“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

我們將繼續(xù)致力于這一領(lǐng)域的研究，推動(dòng)廢樹(shù)脂回收技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為全球可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

通訊作者介紹

翁國(guó)明，中共黨員，現(xiàn)任上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心副教授、博士生導(dǎo)師。于2015年獲香港大學(xué)化學(xué)系哲學(xué)博士學(xué)位，回國(guó)前曾任紐約大學(xué)、耶魯大學(xué)和香港中文大學(xué)博士后研究員。主要從事研發(fā)氫科學(xué)、廢棄物回收利用和新能源技術(shù)，主持或參與科技部重大研發(fā)計(jì)劃（作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人）等國(guó)內(nèi)外重要課題項(xiàng)目。在相關(guān)國(guó)際期刊已發(fā)表論文約70篇，著有英文書(shū)籍章節(jié)2章，正撰寫(xiě)Hydrogen Science: Fundamentals & Applications英文教材1本，申請(qǐng)有中國(guó)專(zhuān)利10多項(xiàng)、1項(xiàng)PCT國(guó)際申請(qǐng)和美國(guó)專(zhuān)利 3項(xiàng)。其中，1項(xiàng)中國(guó)專(zhuān)利授權(quán)和1項(xiàng)美國(guó)專(zhuān)利授權(quán)并許可使用開(kāi)發(fā)。目前擔(dān)任The Global Environmental Engineers編輯、The Innovation期刊青年編委、EcoEnergy期刊青年編委和多個(gè)國(guó)際期刊的客座編輯及審稿人，并曾獲2016年國(guó)際性的Fondazione Oronzio e Niccolò De Nora Fellowship、入選2019年上海市海外高層次人才項(xiàng)目、榮獲2023年度上海交通大學(xué)優(yōu)秀班主任稱(chēng)號(hào)等。