研究揭示了玉米秸秆热解调控提质机理及高值化利用新路径

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研究揭示了玉米秸秆热解调控提质机理及高值化利用新路径

文章来源：种植废弃物清洁转化与高值利用团队 作者：霍丽丽 发布时间: 2023-07-17 浏览量:

近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所种植废弃物清洁转化与高值利用创新团队，揭示了玉米秸秆在富氢供体氛围下热解提质规律与自由基迁移路径，提出了玉米秸秆制备超级电容器电极材料新方法，实现了秸秆的高效热解转化与增值利用，相关研究成果发表在《总环境科学》（Science of the Total Environment）和《生物质与生物能源》（Biomass and Bioenergy）上。

热解技术可以有效将玉米秸秆转化为生物炭、热解气、热解油等产物，促进秸秆离田高值利用，但存在产物品质不高、调控困难等问题，且玉米秸秆灰分含量高，秸秆炭孔隙均匀性差，是制约秸秆炭高效储能的根本原因。研究团队以聚乙烯地膜提供富氢供体环境促进秸秆热解转化，解析了秸秆在富氢气体的反应机理及氢自由基转移路径，证实了秸秆与地膜共热解的“双向正效应”，提升了热解炭、气品质，为热解定向调控与产品提质提供了理论基础。此外，研究团队创新提出玉米秸秆水热炭化-活化耦合方法，利用高压水热自形成的酸性环境脱除玉米秸秆中灰分，耦合KOH活化形成微-介孔丰富的超级电容炭，当电流密度为1A/g，单极比电容达133.3 F/g，表现出较佳的储能特性，为秸秆高值利用，尤其是秸秆生物炭储能领域应用提供了新思路。

玉米秸秆在富氢供体氛围下的热解机理

玉米秸秆水热炭化-活化耦合制备储能碳材料

中国农科院环发所博士生谢腾和贾吉秀分别为上述两篇论文的第一作者，霍丽丽研究员和姚宗路研究员分别为论文通讯作者。该研究得到国家现代农业产业技术体系、国家重点研发计划项目（2022YFD2002100）、中国农业科学院科技创新工程等资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165443，https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2023.106858

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