國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所獲悉，該所種植廢棄物清潔轉(zhuǎn)化與高值利用團隊揭示了秸稈棉稈焦油通過聚合改性，制備儲能碳材料的合成路徑與調(diào)控機制，為秸稈棉稈高值利用提供了新視角和新方法。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《生物炭》。

　　2022年，我國農(nóng)作物秸稈棉稈產(chǎn)生量為8.65億噸。推進秸稈棉稈高值利用是改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、加快農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要舉措。熱解技術(shù)可以將秸稈轉(zhuǎn)化為生物炭、熱解氣、熱解焦油等產(chǎn)品，促進秸稈棉稈離田高值利用。其中，熱解焦油具有碳含量高、灰分含量低、易聚合等特點，適用于調(diào)控合成多孔碳材料。但焦油組分復(fù)雜，聚合成碳機理和孔隙調(diào)控規(guī)律尚不明確。

　　論文通訊作者、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員姚宗路介紹，此次研究提出了焦油聚合協(xié)同活化摻氮來制備多孔儲能碳材料的合成策略，發(fā)現(xiàn)尿素與氫氧化鉀的協(xié)同作用在氮元素摻雜和微介孔形成方面發(fā)揮了重要作用，且制備出的儲能碳材料表現(xiàn)出優(yōu)異的儲能特性。團隊對焦油制備的儲能碳材料組裝的超級電容器器件進行測試，結(jié)果表明，該器件在三電極體系下最高比電容為309.5法拉/克。在兩電極對稱體系中循環(huán)1萬次后，其單極比電容仍保持80.1%的循環(huán)特性，性能顯著優(yōu)于商業(yè)活性炭。

　　本研究為秸稈棉稈高值利用提供了新路徑和理論支持。“如果將研究提出的秸稈棉稈焦油制備儲能碳材料技術(shù)進行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，或能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。”姚宗路說。