棕榈油壳衍生的SiO2/硬碳纳米复合材料在双碳钠离子电池电极中的潜力与应用

（编辑推荐）本研究通过一步法空气热解棕榈油壳，成功制备具有分级孔隙结构的SiO2/硬碳（HC-like）纳米复合材料。700°C热解样品展现出137.0 F g?1的最高比电容，550°C样品则具有最优Na+扩散系数（5×10?13 cm2 s?1），为可持续钠离子电池（SIBs）电极材料开发提供新思路。

　　

Highlight

棕榈油壳废弃物通过一步法空气热解（400–1000°C，5小时）转化为SiO₂/硬碳（HC-like）纳米复合材料，其BET比表面积达570–650 m² g^?1。X射线衍射（XRD）和元素映射证实了非晶态HC-like碳与SiO₂纳米域的混合结构，X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱（D峰≈1350 cm^?1，G峰≈1590 cm^?1）揭示了温度依赖的键序演化。

Material synthesis

印度尼西亚棕榈油壳经洗涤、干燥后，在空气氛围中以5°C min^?1升温至400–1000°C热解5小时，自然冷却获得HC-like材料。

Structural analysis

原料分析显示含硫量极低（<0.04%），热解后材料呈现独特的SiO₂纳米域分散结构，拉曼光谱中2D峰（≈2700 cm^?1）的弱信号表明石墨化程度受温度调控。

Conclusion

700°C样品凭借优化的缺陷密度和孔隙结构，实现137.0 F g^?1的卓越比电容，而550°C样品则表现出最快的Na⁺扩散速率（5×10^?13 cm² s^?1），为生物质碳电极设计提供了温度-性能平衡的新范式。