重庆交通大学材料科学与工程学院袁小亚教授领衔的“纳米碳基复合功能材料与应用”重庆市研究生导师团队现有成员9人,其中教授3人、副教授4人、35岁以下青年教师4人,每年招收材料与化工专业学位硕士研究生不少于15人。该团队主要面向新型储能与动力电池领域开展碳负极新材料的先进合成方法与性能的基础与应用基础研究,对以石油沥青、生物质等原料制各种类型碳的原理及结构演化机理有深刻的认识和深厚的学术积累。近几年对西南地区特有的大宗生物基材料和废弃料(如魔芋精粉、花椒、秸秆、毛竹等)的硬碳化路线做了针对性产学研基础研究,对生物质衍生的硬/软碳的结构特征、改性途径及其储钠/钾做了形成了一定研究特色,特别是开发了若干钠(钾)离子电池用高性能硬碳负极材料。
油茶是我国特有的优质木本油料作物,已有2000多年的栽培历史。截止目前我国油茶形成了7000万亩、上千亿元产值的大规模产业,秀山是重庆市油茶核心产区之一,是国家油茶生产重点县之一。2023年5月,重庆秀山县印发了《秀山自治县加快油茶产业高质量发展实施方案》的通知,规划到“2025年,新建油茶高质量基地12万亩,改造油茶低产低效林5万亩,全县油茶面积稳定在30万亩”。油茶壳是油茶果实加工茶油的副产品,一般占整个茶果鲜质量的50%~60%。然而其在茶油加工过程中却被当作废弃物丢弃或燃烧,不仅造成了资源的严重浪费,还增加了固体废弃物污染。
为促进乡村振兴、深度赋能重庆秀山油茶产业发展,“吃干榨尽”油茶果,在多次调研基础上,重庆交大袁小亚教授团队与秀山油茶龙头企业就废弃油茶壳高附加值资源化开发达成合作。以秀山油茶果加工后的大宗废弃壳料为生物质前驱体,通过粉碎球磨、预氧化、高温碳化等处置流程制备了储钠型硬碳,采用 TEM、SAED、XPS、红外光谱和元素分析等微观手段表征了精细结构,研究了不同工艺条件(如预氧化温度、高温碳化时间/温度、改性剂用量等)对硬碳形貌结构和电化学性能的影响。初步研究表明,作为钠离子电池负极,在 100 mA·g−1 下,展现出 282 mAh·g−1 的高可逆比容量,循环 300 次后,容量保持率为 91%,表明废弃油茶壳衍生硬碳负极的有一定性价比和应用前景。鉴于废弃油茶壳量大、价廉等优势,可望用作钠离子动力电池的可靠原料,同时也能科技赋能当地油茶农产业发展,助推重庆秀山乡村振兴。
综上所述,建设重庆秀山废弃油茶果壳科技小院有着良好的工作基础以及双向奔赴、互惠互利的美好美好。
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