煤炭作为重要的基础能源与工业原料，在能源供热满足社会发展的需求之外，同时也作为煤炭工业的原材料通过干馏、液化、气化、高温裂解等工序制备煤焦油、焦炭、炭黑、活性炭等材料。但在煤炭开采与工业生产的过程中，会产生大量的煤基固体废弃物，目前对其处置主要以填埋堆存为主，在这之中大量的煤基废物无法得到有效地利用，造成了资源浪费。因此，开发煤炭的绿色再利用方法是推动实现碳中和、碳达峰目标的重要途径，对提高煤炭资源的高值高质利用，推动绿色可持续发展、加强生态文明建设具有重要意义。
近日，我院材料科学与工程专业（能源材料方向）本科生王浩在先进化学电源研究所指导下，在废弃煤基滤料循环再利用为钠、钾离子电池炭负极材料方面取得进展。相关成果以“Recycling of waste coal-based filter materials into carbon anode materials for potassium and sodium-ion batteries”为题发表在国际学术期刊《Materials Today Sustainability》（影响因子IF=7.8，JCR一区）。中国矿业大学为第一完成单位，我院材料科学与工程专业（能源材料方向）2019级本科生王浩为第一作者，我院教师陈亚鑫为通讯作者。
废弃煤基滤料循环再利用为电池炭负极材料
此工作通过对制备时裂解温度不同的煤基滤料采取简单的破碎、酸洗的方式进行再次除灰（图1），从而得到具有不同微观结构的煤基炭材料。不同裂解温度制备得到的活性炭材料中纳米类石墨微晶的发育程度不同。纳米类石墨微晶的形成为钾离子提供了丰富的嵌入式存储位点，使其具有高的低压区容量。纳米类石墨微晶堆叠形成的纳米闭孔为钠离子提供了大量的孔填充位点，使其具有高的平台容量。此工作拓宽了煤基炭材料的低成本、规模化制备手段，实现了“变废为宝”，并为煤基废弃物的绿色循环再利用提供了新的思路。
上述研究工作得到Natural Science Foundation of Jiangsu Province (Youth Fund, No. BK20221138), National Natural Science Foundation of China (21975283, 22279162), Fund for Education of Xuzhou University of Technology (XKY2019109), Xuzhou Science and Technology plan Project (KC21023), Material Science and Engineering Discipline Guidance Fund of China University of Mining and Technology (CUMTMS202205)项目的资助，并得到中国矿业大学分析与计算中心周蕊教授等的支持与帮助。
新闻来源：材料与物理学院 陈亚鑫
责任编辑：何文杨、李泳锋
审核：唐军
