Bevezetés a kemény szén-anyagokba

Kemény szén: Ez egy olyan szénfajta, amelyet még 2500 fok feletti hőmérsékleten is nehéz grafitizálni, nevét nagy mechanikai keménységéről kapta. A kemény szén alakja lehet gömb alakú, lineáris vagy porózus. A keményszén-prekurzorok általában hőre keményedő anyagok, így általában képesek megőrizni a prekurzor morfológiáját az anyagszintézis folyamata során. Magas hőmérsékletű karbonizálás után a kemény szénben lévő rövid grafénlapok (más néven grafitdomének vagy pszeudografit) rövid hatótávolságú rendezett módon helyezkednek el, és 2-6 rétegből álló véges köteget alkotnak, amelyek hossza legfeljebb 40 Å .
Számos kemény szén biomassza prekurzor
1. Kókuszhéj
A kókuszhéj a kókusz belső héja, kemény textúrájú, és általában edények, kézműves termékek és aktív szén előállításához használják. A kókuszhéj alapú kemény szén jól fejlett pórusszerkezettel, alacsony hamutartalommal és H/C/O/C aránnyal rendelkezik, így ideális negatív elektród anyag. Jelenleg iparosodása korai előrehaladást mutat, teljesítménye jó. A kókuszdió fő termelési területei Srí Lanka, Malajzia, India és a Fülöp-szigetek. A kínai Hainan és Tajvan régiókban kevés ültetvény található, és Hainan tartomány a hazai ültetési terület több mint 99%-át teszi ki. Ezenkívül a kókuszdió-termelő területekhez, például a Fülöp-szigetekhez és Indonéziához képest a kínai Hainan tartomány magasabb szélességi körrel rendelkezik, gyengébb a napsütési idő és intenzitás, vékonyabb a kókuszdióhéj, alacsonyabb a keménység, és nem alkalmas kókuszdióhéj-karbonizáló anyagok gyártására. A délkelet-ázsiai kókuszhéjat általában vállalkozások állítják elő.
2. Keményítő
A keményítő az egyik bőséges megújuló bioanyag, amely széles körben jelen van különféle növényekben. Tipikus poliszacharidként a keményítő egyszerű összetételű, magas széntartalmú és alacsony ára. Ugyanakkor más biomassza-prekurzorokhoz képest a keményítő természetes gömb alakú, így rendkívül versenyképes prekurzor anyag a kemény szén előállításához. A keményítő, mint ipari termék, elegendő hazai ellátással és nagy tisztasággal rendelkezik. A keményítő nagy tisztaságú szerves, nagy molekulatömegű szénhidrát. Ha szerves polimer vegyületeket használnak kemény szénforrásként, akkor ezeket specifikus szintézis módszerekkel kombinálva különleges morfológiájú keményszén anyagokat állíthatunk elő. A szintézis folyamata gyakran bonyolult, de elkerülheti a szennyeződéseket és biztosítja a szerkezeti konzisztenciát.
3. Moso bambusz
A moso bambusz a Poaceae családjába tartozó növény, amely a Corydalis nemzetségbe tartozik. Vastag és gyors rúd alakú, és 5-8 év után is stabilan nőhet. Ez egy gazdaságilag értékes bambuszfaj, és széles körben használják az építőiparban, a papírgyártásban és más területeken. Kína bőséges bambusz erdőkészlettel rendelkezik. Kína a bambusz szülővárosa, és bőséges termeléssel rendelkezik. A kilencedik nemzeti erdészeti erőforrás-leltár eredményei azt mutatják, hogy Kínában a bambusz erdők területe 6,4116 millió hektár, ebből a bambusz erdők 72,96%-át teszik ki. A moso bambusz főként a Qinling Han folyó medencéjében és a Jangce folyó medencéjének déli régiójában található Kínában.
4. Szalma
A szalma, mint mezőgazdasági hulladék, bőséges erőforrással rendelkezik. Kína jelentős mezőgazdasági ország, és a magas hozamú növények, például a búza, a kukorica és a rizs évente hatalmas mennyiségű biomassza szalmaforrást biztosítanak. 2020-ban a hazai termésszalma termelés 792 millió tonna volt, amelyből 667 millió tonna nyerhető be erőforrásként. A szalmát, mint mezőgazdasági hulladékot régóta főként fűtési energiára, állati takarmányozásra és szerves trágya előállítására használják. Közülük a műtrágya felhasználás 51,2%-ot tett ki 2020-ban.