硬碳材料簡介

：是一種即使在2500℃以上也難以的碳，因其高的機械硬度而得名。硬碳的形態可以是球形的、線狀的或多孔的。硬碳前驅體一般為，因此在材料合成過程中其通常能夠保持前驅體的形貌。高溫碳化后硬碳中的（也稱為石墨域或偽石墨）呈短程有序排列，形成2到6層不等的有限堆疊，長度可達40 ?。

幾種硬碳生物質前驅體

1. 椰殼

椰殼為椰子的內果皮，質地堅硬，一般被用于生產制作器皿、工藝品和活性炭。椰殼基硬碳孔隙結構發達，灰分含量及H/C 與 O/C 比低，是一種較理想的負極材料， 目前產業化進度較早，且性能較好。椰子的主要產區為斯里蘭卡、 馬來西亞、印度和菲律賓等，我國海南、臺灣等地區有少量種植，其中海南省栽種面積國內占比超過99%。此外我國海南省相較 于菲律賓、印尼等椰子產區，緯度更高，日照時間及強度較弱，所產椰殼較薄，硬度偏低，并不是制造椰殼炭化料的材料，東南亞產椰殼一般為企業。

2.淀粉

淀粉是豐富的可再生生物材料之一，廣泛存在于多種植物中。作為一種典型的多糖，淀粉成分簡單，含碳量高，價格低廉，同時，相較于其他生物質前驅體，淀粉表現出的天然球形型態使其成為制備硬碳極具競爭力的前驅體材料。淀粉作為工業品，國內供給充足，純度較高。淀粉是有機高分子碳水化合物，純度較高。有機高分子化合物作為硬碳碳源時， 可以結合特定的合成方法得到具有特殊形貌的硬碳材料，合成工藝往往較為復雜， 但能夠避免雜質，保障結構的一致性。

3. 毛竹

毛竹是禾木科剛竹屬植物，竿型粗大，生長快，經 5-8 年生長材質即可穩定，是竹類中經濟價值的竹種，廣泛應用于建筑業、造紙業及其他領域。   我國竹林資源豐富。我國是毛竹的故鄉且產量豐，第九次全國森林資源清查結果 顯示，我國竹林面積為 641.16 萬公頃，其中毛竹林占比 72.96%。毛竹在我國主要分布于秦嶺漢水流域和長江流域以南地區。

4. 秸稈

秸稈作為農業廢棄物，資源豐富。中國是農業大國，小麥、玉米和水稻等高產量農作物每年提供巨量的生物質秸稈資源。2020 年國內農作物秸稈生產量為 7.92 億噸， 其中可收集資源量達6.67 億噸。秸稈作為農業廢棄物，長期以來主要被應用于取暖 能源、家畜飼料和有機肥料等方面，其中肥料化利用占比，2020 年占比 51.2%。