Johdatus kovahiilimateriaaleihin

Kova hiili: Se on hiilen tyyppi, jota on vaikea grafitoida jopa yli 2500 asteen lämpötiloissa, ja se on nimetty sen korkean mekaanisen kovuuden mukaan. Kovan hiilen muoto voi olla pallomainen, lineaarinen tai huokoinen. Kovan hiilen esiasteet ovat yleensä lämpökovettuvia materiaaleja, joten ne pystyvät yleensä säilyttämään esiasteen morfologian materiaalisynteesiprosessin aikana. Korkean lämpötilan hiiltymisen jälkeen lyhyet grafeenilevyt (tunnetaan myös nimellä grafiittialueet tai pseudografiitti) kovassa hiilessä järjestetään lyhyen kantaman järjestykseen muodostaen 2–6 kerroksen rajallisen pinon, jonka pituus on jopa 40 Å. .
Useita kovan hiilen biomassan esiasteita
1. Kookospähkinän kuori
Kookospähkinän kuori on kookoksen sisäkuori, jonka rakenne on kova, ja sitä käytetään yleensä astioiden, käsitöiden ja aktiivihiilen valmistuksessa. Kookoksenkuoripohjaisella kovahiilellä on hyvin kehittynyt huokosrakenne, alhainen tuhkapitoisuus ja H/C/O/C-suhde, mikä tekee siitä ihanteellisen negatiivisen elektrodin materiaalin. Tällä hetkellä sen teollistumisen edistyminen on varhaista ja sen suorituskyky on hyvä. Kookospähkinöiden päätuotantoalueet ovat Sri Lanka, Malesia, Intia ja Filippiinit. Kiinan Hainanin ja Taiwanin kaltaisilla alueilla on pieni määrä istutuksia, ja Hainanin maakunnan osuus on yli 99 % kotimaan istutusalasta. Lisäksi verrattuna kookoksen tuotantoalueisiin, kuten Filippiineihin ja Indonesiaan, Kiinan Hainanin maakunnassa on korkeampi leveysaste, heikompi auringonpaisteen aika ja voimakkuus, ohuempi kookospähkinän kuori, pienempi kovuus, eikä se ole materiaali kookoksenkuoren hiiltymismateriaalien valmistukseen. Kaakkois-Aasiassa kookospähkinän kuoret tuottavat yleensä yritykset.
2. Tärkkelys
Tärkkelys on yksi runsaista uusiutuvista biomateriaaleista, jota esiintyy laajalti eri kasveissa. Tyypillisenä polysakkaridina tärkkelyksellä on yksinkertainen koostumus, korkea hiilipitoisuus ja alhainen hinta. Samaan aikaan tärkkelyksellä on muihin biomassan esiasteisiin verrattuna luonnollinen pallomainen muoto, mikä tekee siitä erittäin kilpailukykyisen esiastemateriaalin kovan hiilen valmistukseen. Tärkkelyksellä teollisuustuotteena on riittävä kotimainen tarjonta ja korkea puhtausaste. Tärkkelys on orgaaninen korkeamolekyylinen hiilihydraatti, jolla on korkea puhtausaste. Kun orgaanisia polymeeriyhdisteitä käytetään kovahiilen lähteinä, ne voidaan yhdistää erityisiin synteesimenetelmiin, jolloin saadaan kovia hiilimateriaaleja, joilla on erityiset morfologiat. Synteesiprosessi on usein monimutkainen, mutta sillä voidaan välttää epäpuhtaudet ja varmistaa rakenteellinen johdonmukaisuus.
3. Moso bambu
Mosobambu on Poaceae-heimon kasvi, joka kuuluu Corydalis-sukuun. Sillä on paksu ja nopea sauvan muoto, ja se voi kasvaa vakaasti 5-8 vuoden kuluttua. Se on taloudellisesti arvokas bambulaji ja sitä käytetään laajalti rakennusteollisuudessa, paperiteollisuudessa ja muilla aloilla. Kiinalla on runsaasti bambumetsävaroja. Kiina on bambun kotikaupunki ja siellä on runsaasti tuotantoa. Yhdeksännen kansallisen metsävarainventoinnin tulokset osoittavat, että Kiinan bambumetsien pinta-ala on 6,4116 miljoonaa hehtaaria, josta bambumetsän osuus on 72,96 %. Moso-bambua levitetään pääasiassa Qinling Han -joen valuma-alueelle ja Jangtse-joen altaan eteläiselle alueelle Kiinassa.
4. Olki
Olki on maatalousjätteenä runsaasti luonnonvaroja. Kiina on merkittävä maatalousmaa, ja korkeatuottoiset viljelykasvit, kuten vehnä, maissi ja riisi, tarjoavat valtavan määrän biomassavarsia joka vuosi. Vuonna 2020 kotimainen oljen tuotanto oli 792 miljoonaa tonnia, josta 667 miljoonaa tonnia saatiin kerättyä resurssiksi. Olkia maatalousjätteenä on pitkään käytetty pääasiassa lämmitysenergiana, karjan rehuna ja orgaanisina lannoitteina. Niistä lannoitteiden käyttö oli 51,2 % vuonna 2020.