电化学储能研究进展：电动汽车卡特蓄电池用生物质衍生阳极与阴极综述

迄今为止，以频发洪水、干旱和地震为明显特征的气候变化效应正在全球范围内对人类日子形成负面影响。据陈述，1850年至2023年间，温室气体排放量（GHG）增长了1264%[1]。%% 其中作为温室气体之一的二氧化碳（CO₂）排放量据陈述增长了1470%。这一增长主要归因于化石燃料燃烧，这是电力、工业和交通运输等多个范畴动力出产的主要来源之一。%% 要害词%% 摘要%% 引言2章节节选
全球气温上升1.5°C已促进各国采纳举动探究并选用可继续动力[2]。%%为削减气候变化引发的灾害并避免全球变暖(GW)进一步加剧，创造力与创新精神正推进可继续动力的运用[3,4]。%%世界动力组织(陈述显现全球清洁动力出资从2015年的1.1万亿美元增至2023年的1.8万亿美元（如图1所示[5]）。提高动力功率、削减碳排放及加大对可再生动力技能的出资是缓解气候变化影响的必要措施[6]。添加可再生动力消费并将其归入全球动力结构，对于明显下降碳排放量（CE）具有要害作用[7]。) reported increased investment in global clean energy from $1.1 trillion in 2015 to $1.8 trillion in 2023, as shown in Fig. 1 [5]. Higher energy efficiency, carbon reduction and investment in renewable energy technology are necessary to mitigate impact of climate change [6]. Increasing renewable energy consumption and incorporating it into global energy mix is critical to significantly reduce carbon emissions (CE) [7].
2022年，化石燃料仍占有主要动力运用结构（如图2所示[8]），虽然全球正致力于向可再生动力转型。可再生动力的运用对削减碳排放至关重要，因为化石燃料燃烧开释的有害排放物会对环境形成负面影响，并终究危害人类健康[8,9]。
图3显现交通运输部门（TS）在2022年排放了7.98吉吨二氧化碳22022年累计排放总量达31.06吉吨二氧化碳22019至2022年间[10]。道路运输范畴化石燃料燃烧发生的碳排放量在2015至2023年间增长2亿吨[11]。航空运输占全球交通运输排放总量的11.6%[12]，配对运输占比10.6%，而铁路与其他运输方式分别贡献1%和2.2%的排放量[12]。鉴于交通运输在全球碳排放总量中占有严重比重，亟需优先选用包含核能与可再生动力的多元化动力结构，以缓解全球变暖温度的上升趋势。
核能可发生大量电能，为包括交通运输在内的多个部门供给动力。虽然核能是一种可继续动力，有助于削减温室气体排放，特别是因其发电过程不发生二氧化碳2[13]，但其仍面对运营本钱、贮存以及核废料管理等严峻应战[14]。
可再生动力对削减温室气体（GHG）排放至关重要，因其二氧化碳（CO）排放量较低。2风能是一种可再生动力，通过涡轮机运转将风能转化为转子机械能，继而转换为电能。然而，风能开发面对占地广阔[15,16]以及转子对鸟类影响等应战[17]。太阳能运用光伏电池将阳光转化为热能或电能，可代替环境中化石燃料的运用。太阳能转换功率、光伏板出产过程中的温室气体排放、光伏板遮荫效应及高昂建造本钱，仍是限制该动力运用的主要应战[18]。
生物燃料作为一种可再生动力，可代替化石燃料以完成绿色动力转型。据预测，中西部地区在TS情形下的生物燃料需求将上升至15%，这有望使碳排放（CE）削减50%[19]。为提高生物燃料运用率并推进可继续发展，必须下降对化石燃料的依靠[20]。现有技能仅需少数或无需改造即可运用生物燃料[21]，但其仍面对许多应战，如氮氧化物排放、燃料价格高昂及出产设备缺乏等问题[19,22,23]。第一代生物燃料出产由于运用粮食作物作为燃料原料，对粮食安全和本钱发生影响[24]。为提高生物质转化功率，需最小化生物燃料出产过程中的动力消耗[25]。交通范畴(TS)中生物燃料运用发生的温室气体排放为其运用带来应战。与生物燃料相关的温室气体排放及其他应战促进研讨力度加大以寻求解决方案。鉴于这些应战，交通范畴需求代替性可再生动力，因而选用电能驱动的电动汽车(EV)应运而生。
电动汽车依靠电池贮存电能的特性导致对电池资料的需求明显添加。这种日益增长的需求促进人们探究代替资料，特别是在电池开发中用于锂、钴、锰等要害组分的代替品。在此布景下，生物质作为这些资料的潜在代替品引起了研讨者的重视，多项研讨报道了生物质衍生阳极与阴极的开发[[26], [27], [28], [29]]。此外，已有综述性研讨全面剖析了生物质衍生阳极和阴极资料在开发代替电池技能方面的潜力[[30], [31], [32], [33], [34], [35]]。然而，这些资料在电动汽车专用电池开发中的运用仍存在大量研讨空白。基于此，本文旨在批判性评估现有关于生物质衍生电极资料的研讨，重点重视其在电动汽车电池范畴的开发运用。本文体系探讨了生物质衍生电极资料集成至电动汽车电池所面对的应战与机遇，并全面剖析了其潜在的经济效益与环境效益。