近年來，鋰電池市場規模持續快速增長，應用最廣泛的石墨負極市場規模也自然跟進。最近，柯廷大學在自然子刊-通訊材料發布了一項令世人期待的晶質石墨制備技術，它不需要催化劑，可以將以聚偏二氯乙烯（PVDC）為代表的“非石墨化碳”有機材料轉化為晶質石墨。

石墨是一種自然形成的礦物，但很少能找到足夠質量（99.95%碳）的沉積物，用于電池應用和石墨烯生產，純化工序使用的化工酸會對環境造成破壞；石墨化工序則會由金屬催化劑引入難以去除的鐵、鎳等雜質，更別提大多數有機材料在加熱時也不會石墨化。研究團隊利用原子吸收光譜儀中的加熱設備對PVDC進行反復高溫脈沖處理，用拉曼光譜、X涉嫌衍射、透射電子顯微鏡等進行分析后發現，90%以上的樣品轉化為幾乎完美的晶質石墨。利用纖維素等其他有機材料實驗發現這并非孤例，這種新方法被證實可以利用包括生物質廢棄物在內的有機材料合成晶質石墨。

研究人員表示，盡管這項新技術為何有效的確切科學依據尚待證實，但他認為這與原子吸收光譜通過短脈沖加熱樣品的具體方式有關。“這可以在幾秒鐘內將樣本加熱到3000攝氏度，這是大多數熱工設備無法做到的。”研發團隊假設大氣中的氧氣會在脈沖之間滲入結構，下一個脈沖的快速加熱會燒掉通常阻止石墨形成的結構。目前，晶質石墨的轉化率還無法做到商業化需要的程度，但深入研究仍在繼續。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s43246-020-0045-y

備注：

2019年末，自然期刊子刊Communications Materials（通訊材料）創刊，旨在發表材料學領域內的重要研究，通過發表高質量、范圍廣及開放獲取的文章，最大化地提高了研究的可見度，今年2月首批文章上線。

編譯 YUXI