1. 研究目的与意义
近年来，国际能源格局正在发生重大变革，能源系统从化石能源绝对主导向低碳多能融合方向转变的趋势已经不可逆转。为应对这一变化发展新趋势，世界各主要经济体均密集出台相关政策，以抢占能源资源和技术竞争的战略制高点。[1]中国也坚定不移地启动了能源革命的重大战略，对延续数十年的能源生产、能源消费和能源管理体制进行变革，对能源生产和消费技术进行创新。[2]其中，电化学储能技术创新是践行和落实能源革命的关键环节，其目的在于解决风能和太阳能等可再生能源大规模接入、多能互补耦合利用、终端用能深度电气化、智慧能源网络建设等重大战略问题。[3]这些战略问题的突破，需要实现跨时间、跨地域管理，以及调配各种形式的能源，也需要各种规模的电化学储能技术作为支撑。[4]
碳材料因为其自身结构多样化、表面形态丰富、化学稳定性好、可调空性强等特点，且其还具有优异的电输运特性和高活性表面，一直以来都是各类电化学储能器件中最理想的材料[5],同时也是各类电化学储能体系中的重要组成部分,以多种形式被用于电化学储能器件中并发挥着重要的作用，[6尤其是纤维素衍生碳材料，因为其具有非常优异的导电性、高比表面积以及可构建二维网络结构等特点，使其在电化学储能领域中表现出巨大的潜力，同时也促进了电化学储期间的高速发展。[7]
碳材料因其本身的潜在优越性,在化学、物理学及材料学领域具有广阔的应用前景，成为全球该领域争相关注的焦点。[8]传统的碳材料制备方法具有碳颗粒生长快速，微观结构易于控制，产品质量高，纯度大等特点。[9]但制备工艺相对复杂，反应能耗较高,碳材料表面官能团较少。[10]此外,所使用的碳源大多为从煤矿石中提取的非可再生资源.无法满足可持续发展的要求。[11]与上述原料相比,纤维素具有纯度大、价格低的优势，是取之不尽用之不竭的天然可再生资源，有巨大的经济开发价值。[12]纤维素是一种由β-(1→4)糖苷键连接脱水-d-葡萄糖单元构成的高分子,广泛存在于植物中,是植物细胞壁最主要的成分之一,是地球上最丰富的天然高聚物。[13]其具有多孔性和大表面积的特性，因此具有亲水和吸附性，不能熔融加工。[14]纤维素制备的碳材料，其产物的微观形态呈纤维状，产率较高。[15]
2. 研究内容和预期目标
具体内容如下：
（1）调研生物质衍生碳材料在电化学储能中的应用及国内外的研究进展；
（2）纤维素衍生碳材料在国内外的研究进展；
3. 研究的方法与步骤
方法如下：
找近3年顶级会议中的与纤维素衍生碳材料以及电化学储能相关的一些论文，找他引用的高水平论文，找它的作者及其课题组成员近年来发表的相关论文。找最近的综述文章，读综述是了解本领域发展概况的一个捷径。可以找综述中引用的高水平论文，然后找综述论文发表以后到现在的高水平论文精读这些论文，其它论文只读摘要，了解它的基本思路以供参考。然后对所查阅的文献进行归纳总结。
作为能源革命的关键支撑技术,电化学储能未来发展的前景极其广阔。目前,我国多种电化学储能技术均已进入产业化阶段,还有很多新的储能技术迭代发展。但是我国储能市场的发展还很不成熟,需要进一步政策引导和激励发展。中美贸易摩擦或将给我国的新能源发展带来一定困难,但也同时给我们创造了自主发展的机遇。为了实现我国能源革命的重大战略,需要全国科学家、企业家的共同努力,不断推进电化学储能技术的创新发展。
4. 参考文献
[1]zhu h, shen f, luo w, et al. low temperature carbonization of cellulose nanocrystals for high performance carbon anode of sodium-ion batteries[j]. nano energy, 2017, 33: 37-44.
[2]huang y, zheng m, lin z, et al. flexible cathodes and multifunctional interlayers based on carbonized bacterial cellulose for high-performance lithium–sulfur batteries[j]. journal of materials chemistry a, 2015, 3(20): 10910-10918.
[3]xu z l, kim j k, kang k. carbon nanomaterials for advanced lithium sulfur batteries[j]. nano today, 2018, 19: 84-107.
5. 计划与进度安排
1、2022.12.23-2022.04.30，查阅文献资料，外文文献翻译；
2、2022.05.01-2022.05.31，毕业论文撰写；
3、2022.06.01-2022.06.05，论文答辩报告准备。
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