東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院教授仲兆平和張居兵博士等組成的課題組,,研究出利用化學(xué)活化法以竹子為原料制備直接碳燃料電池(DCFC)用活性炭的新技術(shù)。該技術(shù)可充分利用國(guó)內(nèi)豐富的秸稈等生物質(zhì)資源,,在廢棄物資源化利用,、避免生物質(zhì)焚燒所造成的環(huán)境污染方面作出有益探索。
能源是人類社會(huì)賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),。隨著生活水平的不斷提高,,人們對(duì)能源的需求也不斷加大,煤炭,、石油等傳統(tǒng)化石能源消耗迅速,,資源短缺日益嚴(yán)重。開發(fā)和利用新能源及可再生能源,,是我國(guó)能源的長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略,,也是保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的政策措施之一,。
生物質(zhì)是一種典型的可再生能源,,地球上每年通過(guò)植物光合作用固定的碳元素達(dá)2000億噸。據(jù)估算,,中國(guó)生物質(zhì)資源生產(chǎn)潛力可達(dá)650億噸/年,,折合33億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,相當(dāng)于每年化石資源消耗總量的3倍以上,。國(guó)內(nèi)大部分生物質(zhì)資源(農(nóng)作物秸稈等)被直接焚燒,,造成資源的大量浪費(fèi),同時(shí)也造成環(huán)境的嚴(yán)重污染,。
直接碳燃料電池是一種將燃料碳的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)氧化過(guò)程直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置,,屬于一種高溫燃料電池,具有理論效率接近100%,、污染物排放少、固體碳燃料來(lái)源廣泛,、碳燃料能量密度高,、電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
在《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》(Proceedings of the CSEE)第30卷23期發(fā)表的《直接碳燃料電池竹質(zhì)活性炭的制備》一文中,,仲兆平和張居兵等科研人員利用化學(xué)活化法對(duì)以竹子為原料制備直接碳燃料電池用活性炭進(jìn)行了探索,。論文詳細(xì)分析了活化工況對(duì)活性炭比表面積、孔容積,、體積電阻率和灰分的影響,,并采用HNO3浸漬實(shí)現(xiàn)活性炭表面含氧官能團(tuán)的改性及除灰,,最后分析了活性炭、活性碳纖維及石墨在DCFC中的性能,。結(jié)果表明,,自制活性炭的效果明顯優(yōu)于其他兩種碳燃料,是一種較為合適的DCFC燃料,。
仲兆平等組成的課題組長(zhǎng)期以來(lái)從事生物質(zhì)綜合利用,、大氣污染控制及新能源方面的研究工作,承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金,、“973”計(jì)劃和“863”計(jì)劃項(xiàng)目,。在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上,率先提出了DCFC燃料的要求,、制備方法,,并輔以相關(guān)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,為今后的研究工作提供了理論依據(jù)并積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),。
該技術(shù)可充分利用國(guó)內(nèi)豐富的生物質(zhì)資源,,既是一種廢棄物的資源化利用方式,又可避免生物質(zhì)焚燒時(shí)產(chǎn)生的大量污染物,,同時(shí)也為DCFC提供了充足的原料,。隨著能源需求的進(jìn)一步增加,以及人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高,,該技術(shù)必將在不久的將來(lái)得到廣泛應(yīng)用,。(生物谷Bioon.com)