據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）研究人員開發(fā)并測(cè)試了兩種將煤炭轉(zhuǎn)化為石墨的方法，這些石墨可用于電動(dòng)汽車電池和可再生儲(chǔ)能。

將煤轉(zhuǎn)化為石墨后，研究人員生產(chǎn)并測(cè)試用石墨制成的紐扣電池。（圖片來(lái)源：ORNL）

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Edgar Lara-Curzio表示，該項(xiàng)目具有三個(gè)重要優(yōu)勢(shì)，包括推廣使用電動(dòng)汽車，以減緩氣候變化的影響；減少美國(guó)對(duì)外國(guó)材料的依賴；促進(jìn)前煤礦地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，該煤制石墨項(xiàng)目得到由工程師、材料科學(xué)家和計(jì)算化學(xué)家組成的多樣化團(tuán)隊(duì)的支持。研究人員致力于開發(fā)和改進(jìn)石墨生產(chǎn)工藝，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可行性和擴(kuò)大制造規(guī)模。

肯塔基大學(xué)應(yīng)用能源研究中心（University of Kentucky Center for Applied Energy Research）與橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，提供該項(xiàng)目所需的瀝青、煤炭和煤炭廢料。而行業(yè)合作伙伴Ramaco Carbon則為該項(xiàng)目供應(yīng)煤炭，并計(jì)劃將該技術(shù)商業(yè)化。

ORNL的創(chuàng)新方法包括電化學(xué)工藝，不僅可以生產(chǎn)出高質(zhì)量石墨，還可以利用煤炭加工和老礦井產(chǎn)生的煤炭廢料，從而解決環(huán)境問(wèn)題。該過(guò)程采用高溫和缺氧工藝，從而確保煤炭不會(huì)燃燒，而是產(chǎn)生氣體和煤液，然后進(jìn)一步加工成石墨。Lara-Curzio表示：“令人興奮的是，我們找到了一種盡可能多地利用煤炭廢料的方法。”

這些石墨的性能和成本都極具競(jìng)爭(zhēng)力。初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析顯示，新工藝可能比傳統(tǒng)石墨制造方法的成本更低。使用ORNL石墨制成的測(cè)試電池，經(jīng)過(guò)數(shù)百次循環(huán)后可有效保持其容量，幾乎可與商業(yè)同類產(chǎn)品相媲美。ORNL工程師Eric Wolfe表示：“石墨的質(zhì)量越好，電池就越好。”

研究人員致力于提高石墨的質(zhì)量，以及生產(chǎn)數(shù)量和速度。目前，石墨產(chǎn)量已從每次5克擴(kuò)大到500克。通過(guò)工藝改進(jìn)可以增加反應(yīng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)化數(shù)量。另外，研究人員致力于縮短生產(chǎn)時(shí)間，目前生產(chǎn)時(shí)間為4.5小時(shí)。Wolfe表示：“只要縮短生產(chǎn)周期，就可以降低成本，這是實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的關(guān)鍵。”

總體而言，石墨是碳的一種形式，而煤炭的主要成分也是碳。但ORNL的工藝會(huì)吸收并去除煤炭中的雜質(zhì)，從而制造出適合用作電池陽(yáng)極的材料。