科创中国
一种用于超级电容器电极的共轭木质素及其制备方法
发布时间: 2022-10-21
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
股权融资
成果类型：
新技术
行业领域：
新材料技术
成果介绍
木质素是仅次于纤维素的最丰富的天然有机三维酚类化合物由碳-碳(C-C)或醚(C-O-C)连接的丙烷单元结构。木质素包含各种活泼的官能团，比如羧基、羰基、羟基以及酮类。目前，关于木质素在储电的应用主要是以下两个方面：(1)以木质素为原料，将木质素与其他导电物质复合，增强其导电性；(2)以木质素作为碳源，将木质素高温碳化，形成多孔碳构，做成超级电容。这两种方法虽然有效的利用了木质素，但第一种方法只是将木质素与导电物质进行物理惨杂，虽然提高了导电性，再依赖于木质素本身的储电能力，可以作为一种储电材料，但由于两者只是物理层面的复合，在反复的充放电过程中，会因为两者不同的热膨胀系数而发生松动，从而导致电容降低；第二种方法还是以碳作为储电的活性物质，只是改变了碳的来源，以木质素作为碳源，虽然使其具有了良好的导电性和循环稳定性，但由于苯环上的酚羟基被碳化了，失去了酚醌结构，导致储电能力大幅下降。
成果亮点
木质素在分离过程中常被破坏；其表观密度仅为1.35~1.50 g/cm3，其超分子结构的空间排列并不紧凑。除了C5-C5’连接外，其他的木质素分子间连接键均为非导电传输属性，导致木质素分子内电荷传输内阻较大，阻碍了电荷在邻酚/邻醌体系中的自由传输，因此，在木质素结构单元间构建共轭的电荷传输网络有利于缩短材料的充、放电时间，进而提高木质素的功率密度。木质素在分离过程中常被破坏；其表观密度仅为1.35~1.50 g/cm3，其超分子结构的空间排列并不紧凑。除了C5-C5’连接外，其他的木质素分子间连接键均为非导电传输属性，导致木质素分子内电荷传输内阻较大，阻碍了电荷在邻酚/邻醌体系中的自由传输，因此，在木质素结构单元间构建共轭的电荷传输网络有利于缩短材料的充、放电时间，进而提高木质素的功率密度。
团队介绍
学校创建于1952年7月，原名东北林学院，是在浙江大学农学院森林系和东北农学院森林系基础上建立的，由原国家林业部直属管理。1985年8月更名为东北林业大学。2000年2月，由国家林业局划归教育部直属管理。2005年10月，经国家发改委、财政部和教育部批准，成为国家“211工程”重点建设高校。2010年11月，教育部和国家林业局签署合作共建协议。2011年6月，成为国家“985工程”优势学科创新平台建设高校。2012年3月，教育部与黑龙江省人民政府签署合作共建协议。2017年9月，经国务院批准列为“双一流”建设高校。2022年2月，入选国家第二轮“双一流”建设高校。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-14
评价单位：- (-) 评价时间：2023-10-31
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2022-12-05
宋要武
东北石油大学
大学教授
综合评价
抽水蓄能具有调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等功能，以及容量大、工况多、速度快、可靠性高、经济性好等技术经济优势，在保障大电网安全、促进新能源消纳、提升全系统性能中发挥着基础作用，是能源互联网的重要组成部分。加快发展抽水蓄能，是构建新型电力系统的迫切要求，是保障电力系统安全稳定运行的重要支撑，是可再生能源大规模发展的重要保障。
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