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从废蛋壳和废旧锂离子电池中获得的 CaO/石墨纳米复合粉末的储能应用作为可持续发展方法
摘要：由于污染和降低成本的因素，废料的再利用最近变得越来越有吸引力。使用废料可以减少环境污染和产品成本，从而促进可持续发展。大约 95% 的含碳酸钙废蛋壳最终未被利用而被填埋。这些蛋壳是一种生物废物，在转化为 CaO 后可以重新用作各种应用的催化电极材料，包括超级电容器。同样，如果回收不当，使用过的废电池电极材料也会对环境造成危害。各种类型的电池，特别是锂离子电池，在世界范围内得到广泛使用。考虑到其经济效益低，回收旧锂离子电池的重要性已降低。这就需要找到替代方法来回收和再利用废旧电池的石墨棒。因此，本研究报告了通过高温煅烧将废蛋壳转化为氧化钙，并从废旧电池中提取纳米石墨以应用于储能领域。使用 XRD、SEM、TEM 和 XPS 技术对 CaO 和 CaO/石墨的结构、形态和化学成分进行了表征。对制备的 CaO/石墨纳米复合材料在电化学超级电容器应用中的效率进行了评估。与单独的 CaO 相比，从废旧锂离子电池中获得的 CaO 及其与石墨粉的复合材料在储能应用中表现出更好的性能。将这些废料用于电化学储能和转换设备可实现更便宜、更环保和可持续的工艺。这种方法不仅有助于储能，而且还通过减少垃圾填埋场来促进废物管理的可持续性。
Cr 取代 CaO 的电子性能、磁性和交换分裂的最新见解
采用密度泛函理论的第一性原理计算，表征了浓度 x = 0. 25、0.5 和 0.75 时 Ca 1-x Cr x O 化合物的结构性质、电子结构和由 Cr 杂质引起的铁磁性。通过声子谱计算获得动态稳定性。使用 Wu-Cohen 广义梯度近似计算结构参数，而电子和磁性则通过精确的 Tran-Blaha 修正的 Becke-Johnson 交换势确定。研究了晶体场、直接和间接交换分裂以确定铁磁态配置的起源和稳定性。Ca 1-x Cr x O 系统具有右半金属性，这通过 100% 的自旋极化和总磁矩的整数值得到验证。 Ca 0.75 Cr 0.25 O、Ca 0.5 Cr 0.5 O 和 Ca 0.25 Cr 0.75 O 是半金属铁磁体，其翻转间隙分别为 1.495、0.888 和 0.218 eV。因此，Ca 1-x Cr x O 材料是未来半导体自旋电子学中自旋注入可能应用的合适候选材料。
钙循环（CaCO3/CaO）过程...
图 3：a) 高温碳化和纯 CO 2 以及不同粒径的石灰石样品下第一次煅烧-碳化循环的温度和样品重量随时间的变化。煅烧在 725ºC 的氦气气氛下进行，而碳化在 850ºC 的纯 CO 2 下进行。b) 不同粒径的石灰石和白云石样品在 CaL 循环下的多循环有效 CaO 转化率。经 [40] 许可转载。除了几乎是纯 CaCO 3 的天然石灰石外，还研究了其他 CaO 前体