從左上開始，按照順時針順序，依次是：水稻、稻殼、從稻殼中提取的白色二氧化硅、黃色粉狀的硅、電子顯微鏡下的多孔結(jié)構(gòu)硅、一個用硅作為鋰電池陽極然后應(yīng)用在混合型動力車的的例子。
一項研究表明，稻殼里的二氧化硅可以被轉(zhuǎn)化成硅，從而可以作為高容量鋰電池的陽極。這種高容量的鋰電池對與現(xiàn)今的便攜式電子設(shè)備和混合動力電動汽車的發(fā)展具有很大的意義。
大米作為一種全球廣泛種植的農(nóng)作物，年產(chǎn)量約可達(dá)到4.22億噸。伴隨著年產(chǎn)量極高的大米種植，每年也產(chǎn)生了大量的被浪費的稻殼。韓國環(huán)境能源水可持續(xù)發(fā)展研究生學(xué)院和韓國先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所的教授蔡張旭(Choi Jang Wook)和他的同事發(fā)現(xiàn)，通過還原從稻殼中提取的二氧化硅，可以得到具有納米三維多孔結(jié)構(gòu)的硅。文章發(fā)表在7月8日出版的《美國科學(xué)院院刊》(PNAS)上。文章中詳細(xì)介紹了該如何從稻殼中得到硅以及這種硅所具有的納米三維多孔結(jié)構(gòu)的獨特性。
稻殼有一層獨特的二氧化硅層，在稻殼占的比重大約是19.5%。為了保護(hù)內(nèi)部的米粒、防止瓢蟲和細(xì)菌的侵入，同時能夠使空氣和水通過，這層二氧化硅具有納米多孔性。因此從稻殼中被還原的硅，天然就具有納米多孔材料的三維結(jié)構(gòu)。
作者使用酸和高溫處理的方法，從稻殼中提取二氧化硅，然后從中分離出硅元素。該過程會保留二氧化硅層原有的三維多孔納米結(jié)構(gòu)，而這種三維多孔納米結(jié)構(gòu)是良好的導(dǎo)電性的保證。因此，從稻殼中得到的硅非常適用于制作大容量鋰電池。
作者認(rèn)為，回收的稻殼作為一種巨大的，并且很大程度上尚未開發(fā)的資源，可以很好的滿足鋰電池中日益漸增硅的需求，從而支持便攜式電子設(shè)備和混合型動力車的發(fā)展。
蔡張旭在接受果殼網(wǎng)采訪時表示，隨著硅在鋰電池陽極的應(yīng)用變得成熟，這項技術(shù)會逐漸顯現(xiàn)出它的商業(yè)意義。因為，到了那個時候，這種性能優(yōu)良、價格低廉的硅在市場上占有很大的優(yōu)勢。采用這種硅作為鋰電池陽極的電池生產(chǎn)商會直接受益于此。同時，農(nóng)業(yè)相關(guān)部門和管理收獲的浪費的部門也能從中受益。
下載文檔
