伦斯勒理工学院的研究人员开发了一种专利方法，利用廉价且丰富的纸张生物质制造锂-硫电池。

造纸工业的主要副产物是木质素磺酸盐，这是一种磺化的碳废物，通常在现场燃烧，在回收硫再利用后将CO2释放到大气中。

日前，位于纽约特洛伊的伦斯勒理工学院的研究人员已经开发出一种方法，利用廉价且丰富的纸张生物质来制造可充电锂-硫电池。这种电池可为大型数据中心供电，也可以为微电网和传统电网提供更便宜的能量储存选择。

参与开发上述专利技术的伦斯勒理工学院研究人员表示，该项研究证明了利用工业造纸厂副产物为锂-硫电池设计可持续的、低成本电极材料的可能性。研究人员并与同事共同申请了这项技术的专利。

可充电锂离子电池是目前的主流电池技术。然而，近年来，人们对开发锂-硫电池产生了极大的兴趣，锂-硫电池的能量是相同质量的锂离子电池的2倍以上。

可充电电池有2个电极——正极和负极。放置在电极之间的是一种液体电解质，作为产生电流的化学反应的介质。在锂-硫电池中，阴极由硫-碳基质组成，阳极由金属锂氧化物构成。

硫的单质形式是不导电的，但当它与碳在高温下结合时，它就具有很高的导电性，使其可以用于新型电池技术中。然而，该技术的挑战在于硫很容易溶解到电池的电解质中，导致电池2侧的电极在几次循环后就会变质。

研究人员使用不同形式的碳，如纳米管和复合碳泡沫，将硫固定，但成效有限。研究人员指出，其专利技术提供了一种从单一原料中制造出最佳硫基阴极的简单方法。

为了开发上述专利技术，伦斯勒大学的研究人员与格兰斯福尔斯的Finch纸业合作，由对方提供木质素磺酸盐。将木质素磺酸盐这一“棕色液体”（一种深色糖浆状物质）进行干燥处理，然后在石英管炉中加热到约700℃。

高温将大部分的含硫气体排出，但保留了一些硫作为多硫化物（硫原子链）深嵌在活性炭基质中。加热过程重复进行，直到适量的硫被固定于碳基质中。然后将该材料研磨，并与惰性聚合物黏合剂混合以在铝箔上形成阴极涂层。

到目前为止，研究团队已经制造出一种锂-硫电池原型，其尺寸相当于一块手表电池，可以循环200次左右。下一步是扩大原型，以显著提高放电率和电池的循环寿命。

CFES业务发展总监介绍，在重新利用木质素磺酸盐这种生物质的过程中，研究人员与CFES合作，为环境保护作出了重大贡献，同时构建了更高效的电池，为能源储存行业提供急需的推动力。

该研究的启动资金来自纽约州污染预防研究所（NYSP2I）。随后，该研究团队获得纽约州能源研究与发展管理局颁发的Bench to Prototype资助，通过NY-BEST（纽约电池和储能技术）管理，以更全面地开发该技术。