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废弃花生壳变身高性能电极材料,长沙高中生科创作品为地球减负

时间:2025-04-09 18:02:00

长沙晚报掌上长沙4月9日讯(全媒体记者 张炎炎 通讯员 黄力 杨山青 郭锦辉)废弃花生壳,摇身一变成为高性能超级电容器电极材料。记者今日从长沙市周南中学获悉,该校两名高中学生的科技创新作品《高性能超级电容器花生壳基活性炭电极材料制备》将冲击第20届宋庆龄少年儿童发明奖,在资源循环利用与新能源领域展现了青少年的科技智慧与环保担当。

花生壳是常见的农业废弃物,常被焚烧或丢弃,既污染环境又浪费资源。周南中学高一学生李林轩和曾子竣从“双碳”目标与可持续发展理念中汲取灵感,提出“以废治废”的创新思路:将花生壳转化为高性能超级电容器的电极材料。众所周知,超级电容器作为高效储能器件,在新能源汽车、智能电网等领域应用广泛。传统电极材料依赖石油衍生物或金属氧化物,成本高且污染大。“如果能以农业废料替代传统原料的话,既降低了电极生产成本,又减少了秸秆焚烧带来的环境问题,可实现‘资源—产品—再生资源’的绿色闭环。”

在通用技术备课组长、湖南省青少年科技创新大赛“园丁”张志刚老师的指导下,两名男生开始了探索。

然而,实验的过程并不是一帆风顺。李林轩说:“从原料处理到材料测试,我们经历了上百次失败,但每一次数据优化都让我们离成功更近一步。”最终,在年级组长肖逸、张敏丽和班主任张志明、冯国良的不断鼓励下,他们克服重重困难,在实验中攻克了材料改性与工艺优化两大难题,通过高温碳化、活化、掺杂改性等工艺,成功将花生壳转化为多孔活性炭材料。实验表明,该材料导电性优异,在能量存储与释放中表现亮眼,为超级电容器这一新型储能装置提供了低成本、环保的电极解决方案。

众所周知,超级电容器作为高效储能器件,在新能源汽车、智能电网等领域应用广泛。传统电极材料依赖石油衍生物或金属氧化物,成本高且污染大。而这两名高中生的创新作品却以农业废料替代传统原料,既降低了电极生产成本,又减少了秸秆焚烧带来的环境问题,实现了“资源—产品—再生资源”的绿色闭环。“这项研究不仅体现了学生对科学问题的探索精神,更展现了当代青少年对环保与能源危机的深刻思考。他们的成果为生物资源高值化利用提供了新路径。” 张志刚说。

“未来,我们希望能进一步优化材料性能,探索其在柔性电子设备中的应用,并尝试将技术推广至乡村,助力农业废弃物资源化利用。”“我们希望用科技为地球减负,让更多‘垃圾’变成宝藏。”李林轩和曾子竣说。