Introduktion til hårde kulstofmaterialer

Hårdt kulstof: Det er en kulstoftype, der er svært at grafitisere selv ved temperaturer over 2500 grader, opkaldt efter dets høje mekaniske hårdhed. Formen af ​​hårdt kulstof kan være sfærisk, lineær eller porøs. Forstadier af hårdt kulstof er generelt termohærdende materialer, så de er normalt i stand til at opretholde forstadiets morfologi under materialesynteseprocessen. Efter højtemperaturkarbonisering arrangeres korte grafenplader (også kendt som grafitdomæner eller pseudografit) i hårdt kulstof på en kortrækkende ordnet måde, der danner en endelig stak på 2 til 6 lag med en længde på op til 40 Å .
Adskillige forstadier til hård kulstofbiomasse
1. Kokosskal
Kokosskal er den indre hud af kokosnød, med en hård tekstur, og bruges generelt til fremstilling af kar, kunsthåndværk og aktivt kul. Kokosskal baseret hårdt kulstof har en veludviklet porestruktur, lavt askeindhold og H/C til O/C-forhold, hvilket gør det til et ideelt negativt elektrodemateriale. I øjeblikket er dets industrialiseringsfremskridt tidligt, og dets ydeevne er god. De vigtigste produktionsområder for kokosnødder er Sri Lanka, Malaysia, Indien og Filippinerne. Der er et lille antal plantager i regioner som Hainan og Taiwan i Kina, hvor Hainan-provinsen tegner sig for over 99% af det indenlandske plantningsareal. Derudover har Hainan-provinsen i Kina sammenlignet med kokosproducerende områder som Filippinerne og Indonesien en højere breddegrad, svagere solskinstid og intensitet, tyndere kokosnøddeskaller, lavere hårdhed og er ikke et materiale til fremstilling af kokosnøddeskalscarboniseringsmaterialer. Kokosskaller i Sydøstasien produceres generelt af virksomheder.
2. Stivelse
Stivelse er et af de rigelige vedvarende biomaterialer, der er udbredt til stede i forskellige planter. Som et typisk polysaccharid har stivelse en simpel sammensætning, højt kulstofindhold og lav pris. Samtidig udviser stivelse, sammenlignet med andre biomasseprækursorer, en naturlig sfærisk form, hvilket gør det til et yderst konkurrencedygtigt prækursormateriale til fremstilling af hårdt kulstof. Stivelse, som et industrielt produkt, har tilstrækkelig indenlandsk forsyning og høj renhed. Stivelse er et organisk højmolekylært kulhydrat med høj renhed. Når organiske polymerforbindelser anvendes som hårde kulstofkilder, kan de kombineres med specifikke syntesemetoder for at opnå hårde kulstofmaterialer med specielle morfologier. Synteseprocessen er ofte kompleks, men den kan undgå urenheder og sikre strukturel konsistens.
3. Moso bambus
Moso bambus er en plante af Poaceae-familien, der tilhører slægten Corydalis. Den har en tyk og hurtig stavform og kan vokse stabilt efter 5-8 år. Det er en økonomisk værdifuld bambusart og er meget udbredt i byggeindustrien, papirfremstillingsindustrien og andre områder. Kina har rigelige bambus skovressourcer. Kina er bambuss hjemby og har rigelig produktion. Resultaterne af den niende nationale skovressourceopgørelse viser, at bambusskovarealet i Kina er på 6,4116 millioner hektar, hvoraf bambusskov tegner sig for 72,96%. Moso-bambus distribueres hovedsageligt i Qinling Han-flodbassinet og den sydlige region af Yangtze-flodbassinet i Kina.
4. Halm
Halm, som landbrugsaffald, er rigeligt af ressourcer. Kina er et stort landbrugsland, og højudbytteafgrøder som hvede, majs og ris giver en enorm mængde biomassehalmressourcer hvert år. I 2020 var den indenlandske produktion af afgrødehalm 792 millioner tons, hvoraf 667 millioner tons kunne indsamles som ressourcer. Halm, som landbrugsaffald, har længe hovedsageligt været brugt til opvarmning af energi, husdyrfoder og organisk gødning. Blandt dem udgjorde gødningsudnyttelsen 51,2% i 2020.