昆明理工大学硅冶金与硅材料创新团队在光伏晶硅切割废料增值利用制备高性能硅基负极材料领域取得重要进展
快速发展的光伏产业带来体量庞大的光伏含硅固废，能否实现其绿色、高值利用是决定光伏绿色可持续发展的关键一环。以光伏硅片切割环节为例，每年产生的光伏硅切割废料超过40万吨，直接经济损失超过150亿元。借助光伏硅切割废料粒度细、纯度高、片层结构的独特禀赋，昆明理工大学硅冶金与硅材料团队开展了大量硅切割废料制备锂离子硅基负极方面的研究工作，取得了一系列研究进展。近期，硅冶金与硅材料创新团队（马文会教授、李绍元教授）联合新南威尔士大学郝晓静院士等人提出了一种硅切割废料超快转化合成非晶硅纳米线策略，获得优异的储锂性能。相关成果以“Conversion of photovoltaic waste silicon into amorphous silicon nanowire anodes”为题发表在国际高水平期刊《Energy & Environmental Science》上。
基于光伏切割硅废料特有的禀赋，充分发挥其固有的氧化膜特性，团队利用焦耳热冲击提供的快速生热与淬冷，在大梯度热场下诱导硅原子沿一维方向扩散，引入铜纳米颗粒调节高温下铜硅液滴熔点及表面能，诱导硅晶粒在碳基体上快速成核并原位生长为非晶硅纳米线，将其直接用作锂电负极展示出了优异的储锂性能（初始库伦效率约91.35%，循环200次后容量保持率约95%）。这一高效高值循环再生利用技术为光伏切割硅废料的增值回用提供了新思路，为低成本制备锂电用高性能非晶硅纳米线材料提供了新路径。
光伏硅切割废料快速合成硅纳米线
冶金与能源工程学院2023级博士研究生申辽为论文第一作者。该研究获得国家重点研发计划（No. 2024YFC3907601）、云南省科技重大专项(No. 202402AF080005)、国家自然科学基金(No. 52474408)等项目的资助。
昆明理工大学硅冶金与硅材料创新团队长期开展光伏硅废料提纯及增值回用研究工作，近年来已在Energy & Environmental Science, Advanced Functional Materials, Energy Storage Materials, Carbon Energy, Chemical Engineering Journal, Journal of Cleaner Production, Journal of Hazardous Materials等国际权威学术期刊上发表了一系列高水平论文，得到了国内外学者的高度关注和引用。
EES原文链接：https://doi.org/10.1039/d5ee00020c
（供稿：冶金与能源工程学院）
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