Giới thiệu về vật liệu cacbon cứng

Carbon cứng: Là loại carbon khó bị than chì hóa ngay cả ở nhiệt độ trên 2500 độ, được đặt tên theo độ cứng cơ học cao của nó. Dạng cacbon cứng có thể là hình cầu, tuyến tính hoặc xốp. Tiền chất cacbon cứng nói chung là vật liệu nhiệt rắn nên thường có khả năng duy trì hình thái của tiền chất trong quá trình tổng hợp vật liệu. Sau khi cacbon hóa ở nhiệt độ cao, các tấm graphene ngắn (còn gọi là miền than chì hoặc than chì giả) trong carbon cứng được sắp xếp theo trật tự trong phạm vi ngắn, tạo thành một chồng hữu hạn từ 2 đến 6 lớp, có chiều dài lên tới 40 Å .
Một số tiền chất sinh khối carbon cứng
1. Gáo dừa
Gáo dừa là lớp vỏ bên trong của dừa, có kết cấu cứng và thường được sử dụng trong sản xuất tàu thuyền, đồ thủ công và than hoạt tính. Carbon cứng dựa trên gáo dừa có cấu trúc lỗ rỗng phát triển tốt, hàm lượng tro thấp và tỷ lệ H/C/O/C khiến nó trở thành vật liệu điện cực âm lý tưởng. Hiện nay, tiến độ công nghiệp hóa còn sớm và hiệu quả hoạt động tốt. Các khu vực sản xuất dừa chính là Sri Lanka, Malaysia, Ấn Độ và Philippines. Có một số ít đồn điền ở các khu vực như Hải Nam và Đài Loan ở Trung Quốc, trong đó tỉnh Hải Nam chiếm hơn 99% diện tích trồng trọt trong nước. Ngoài ra, so với các khu vực sản xuất dừa như Philippines và Indonesia, tỉnh Hải Nam của Trung Quốc có vĩ độ cao hơn, thời gian và cường độ nắng yếu hơn, vỏ dừa mỏng hơn, độ cứng thấp hơn và không phải là nguyên liệu để sản xuất vật liệu cacbon hóa gáo dừa. Gáo dừa ở Đông Nam Á thường do các doanh nghiệp sản xuất.
2. Tinh bột
Tinh bột là một trong những vật liệu sinh học tái tạo dồi dào, hiện diện rộng rãi trong nhiều loại cây trồng. Là một loại polysacarit điển hình, tinh bột có thành phần đơn giản, hàm lượng carbon cao và giá thành thấp. Đồng thời, so với các tiền chất sinh khối khác, tinh bột có dạng hình cầu tự nhiên, khiến nó trở thành nguyên liệu tiền chất có tính cạnh tranh cao để điều chế carbon cứng. Tinh bột là sản phẩm công nghiệp, có đủ nguồn cung trong nước và có độ tinh khiết cao. Tinh bột là một loại carbohydrate phân tử cao hữu cơ có độ tinh khiết cao. Khi các hợp chất polyme hữu cơ được sử dụng làm nguồn cacbon cứng, chúng có thể được kết hợp với các phương pháp tổng hợp cụ thể để thu được vật liệu cacbon cứng có hình thái đặc biệt. Quá trình tổng hợp thường phức tạp nhưng có thể tránh được tạp chất và đảm bảo tính nhất quán về cấu trúc.
3. Tre Moso
Tre Moso là một loại cây thuộc họ Poaceae, thuộc chi Corydalis. Nó có hình que dày và nhanh nhẹn và có thể phát triển ổn định sau 5-8 năm. Đây là loài tre có giá trị kinh tế và được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, công nghiệp sản xuất giấy và các lĩnh vực khác. Trung Quốc có nguồn tài nguyên rừng tre dồi dào. Trung Quốc là quê hương của tre và có sản lượng tre dồi dào. Kết quả kiểm kê tài nguyên rừng toàn quốc lần thứ 9 cho thấy diện tích rừng tre nứa của Trung Quốc là 6,4116 triệu ha, trong đó rừng tre chiếm 72,96%. Tre Moso phân bố chủ yếu ở lưu vực sông Qinling Han và khu vực phía nam lưu vực sông Dương Tử ở Trung Quốc.
4. Rơm
Rơm, chất thải nông nghiệp, có rất nhiều tài nguyên. Trung Quốc là một quốc gia nông nghiệp lớn và các loại cây trồng có năng suất cao như lúa mì, ngô và gạo cung cấp một lượng lớn tài nguyên rơm sinh khối mỗi năm. Năm 2020, sản lượng rơm rạ trong nước là 792 triệu tấn, trong đó có 667 triệu tấn có thể thu gom làm tài nguyên. Rơm, chất thải nông nghiệp, từ lâu đã được sử dụng chủ yếu để sưởi ấm năng lượng, thức ăn chăn nuôi và phân bón hữu cơ. Trong đó, tỷ lệ sử dụng phân bón năm 2020 chiếm 51,2%.