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美国橡树岭实验室将煤转化为石墨 可用于EV电池

盖世汽车讯 据外媒报道,美国橡树岭国家实验室(ORNL)研究人员开发并测试了两种将煤炭转化为石墨的方法,这些石墨可用于电动汽车电池和可再生储能。

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将煤转化为石墨后,研究人员生产并测试用石墨制成的纽扣电池。(图片来源:ORNL)

项目负责人Edgar Lara-Curzio表示,该项目具有三个重要优势,包括推广使用电动汽车,以减缓气候变化的影响;减少美国对外国材料的依赖;促进前煤矿地区的经济发展。

在实验室内,该煤制石墨项目得到由工程师、材料科学家和计算化学家组成的多样化团队的支持。研究人员致力于开发和改进石墨生产工艺,以实现经济可行性和扩大制造规模。

肯塔基大学应用能源研究中心(University of Kentucky Center for Applied Energy Research)与橡树岭国家实验室合作,提供该项目所需的沥青、煤炭和煤炭废料。而行业合作伙伴Ramaco Carbon则为该项目供应煤炭,并计划将该技术商业化。

ORNL的创新方法包括电化学工艺,不仅可以生产出高质量石墨,还可以利用煤炭加工和老矿井产生的煤炭废料,从而解决环境问题。该过程采用高温和缺氧工艺,从而确保煤炭不会燃烧,而是产生气体和煤液,然后进一步加工成石墨。Lara-Curzio表示:“令人兴奋的是,我们找到了一种尽可能多地利用煤炭废料的方法。”

这些石墨的性能和成本都极具竞争力。初步技术经济分析显示,新工艺可能比传统石墨制造方法的成本更低。使用ORNL石墨制成的测试电池,经过数百次循环后可有效保持其容量,几乎可与商业同类产品相媲美。ORNL工程师Eric Wolfe表示:“石墨的质量越好,电池就越好。”

研究人员致力于提高石墨的质量,以及生产数量和速度。目前,石墨产量已从每次5克扩大到500克。通过工艺改进可以增加反应过程中的转化数量。另外,研究人员致力于缩短生产时间,目前生产时间为4.5小时。Wolfe表示:“只要缩短生产周期,就可以降低成本,这是实现商业化的关键。”

总体而言,石墨是碳的一种形式,而煤炭的主要成分也是碳。但ORNL的工艺会吸收并去除煤炭中的杂质,从而制造出适合用作电池阳极的材料。

来源;盖世汽车网

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