科创中国

行业领域

新材料技术,新材料产业,高分子材料,精细化学品,无机非金属材料,新材料相关服务

需求背景

随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的增强，开发可再生能源和高效利用废弃资源成为当前社会的迫切需求。宁夏地区盛产枸杞和葡萄，每年产生大量的废弃枸杞枝和葡萄枝，同时，废塑料的处理问题也日益严重。这些废弃物不仅占用大量土地资源，还对环境造成了严重污染。因此，如何高效利用这些废弃物，变废为宝，成为当前亟待解决的问题。

生物质与塑料共热解技术是一种将生物质和废塑料通过热解反应转化为高附加值碳材料的方法。通过共热解技术，可以将废弃枸杞枝、葡萄枝和废塑料转化为具有优异电化学性能的碳材料，应用于锂电或钠电负极材料中。这种方法不仅可以实现废弃物的资源化利用，还能为新能源材料的开发提供新的途径，具有重要的研究意义和应用价值。

需解决的主要技术难题

1. 生物质与塑料共热解的协同效应研究：生物质与塑料在共热解过程中存在复杂的协同效应，不同组分之间的相互作用会影响最终产物的性质。需要深入研究废弃枸杞枝、葡萄枝和废塑料在共热解过程中的协同效应，揭示其反应机理，为优化共热解工艺提供理论依据。

2. 碳材料的结构与性能调控：共热解过程中生成的碳材料的结构和性能直接影响其在锂电或钠电负极材料中的应用效果。需要研究不同热解条件（如温度、时间、气氛等）对碳材料结构和性能的影响，优化热解工艺，制备出具有优异电化学性能的碳材料。

3. 碳材料的电化学性能评价：开发出的碳材料需要在实际应用中进行电化学性能评价，考察其在锂电或钠电负极材料中的循环稳定性、比容量、倍率性能等。通过实验数据的分析和优化，进一步提升碳材料的电化学性能，确保其在实际应用中的高效性和稳定性。

生物质与塑料共热解的工艺放大与应用：实验室规模的研究成果需要在实际生产中进行工艺放大和应用验证。需要研究共热解工艺的放大效应，解决工艺放大过程中可能出现的问题，确保工艺的可行性和稳定性，实现碳材料的规模化生产和应用。

期望实现的主要技术目标

1. 揭示生物质与塑料共热解的协同效应：通过实验和理论研究，揭示废弃枸杞枝、葡萄枝和废塑料在共热解过程中的协同效应，明确其反应机理，为优化共热解工艺提供理论依据。

2. 优化碳材料的结构与性能：研究不同热解条件对碳材料结构和性能的影响，优化热解工艺，制备出具有优异电化学性能的碳材料，满足锂电或钠电负极材料的应用需求。

3. 提升碳材料的电化学性能：通过电化学性能评价，考察碳材料在锂电或钠电负极材料中的循环稳定性、比容量、倍率性能等，进一步优化碳材料的电化学性能，确保其在实际应用中的高效性和稳定性。

实现工艺放大与应用：研究共热解工艺的放大效应，解决工艺放大过程中可能出现的问题，确保工艺的可行性和稳定性，实现碳材料的规模化生产和应用。

需求解析

解析单位：“科创中国”高端装备制造业智能转型产业科技服务团（中国空间科学学会） 解析时间：2024-10-09

王诗文

桂林信息科技学院

服务团专家

综合评价

此需求描述足够清晰以便专家进行需求跟进。需求详细阐述了研究的背景、对象、需解决的技术难题以及期望实现的目标。对产业发展具有重大意义，能够实现废弃物的资源化利用，解决宁夏地区特色农产品废弃物和废塑料的处理问题，同时为新能源材料开发提供新途径。由于涉及生物质材料、热解技术和电化学等多领域知识，可能需要跨行业专家共同解决，如材料专家、化工专家和电化学专家。技术对接方案框架可包括：首先进行深入的理论研究和实验分析，确定生物质与塑料共热解的协同效应；然后优化热解工艺参数，制备碳材料并进行电化学性能评价；最后进行工艺放大研究并实现应用。

查看更多>

处理进度