生物炭因其可再生性和獨特的理化特性是超級電容器電極的理想前體，將生物炭應用于儲能領域對于我國“雙碳”目標的實現具有重要意義，但秸稈生物炭制備調控過程較為復雜，難以通過傳統試驗確定最佳工藝，并且理化特性與儲能的構效關系仍不清晰。
近日，記者從中國農業科學院獲悉，該院農業環境與可持續發展研究所種植廢棄物清潔轉化與高值利用團隊構建了機器學習大數據模型，揭示了秸稈生物炭材料及其儲能特性的構效關系，相關研究成果近期發表在《化學工程雜志（Chemical Engineering Journal）》上。
生物炭理化特性與儲能特性的構效關系（中國農科院環發所供圖）
該研究通過生物炭儲能材料大數據檢索分析，構建并優化了三種機器學習模型用于生物炭制備工藝與儲能特性預測，模型預測精度可達93%，并發現升溫速率、微孔占比、比表面積等是影響生物炭比電容的最重要因素。
進一步研究發現，提升活化劑添加量和反應溫度，降低反應時間和升溫速率對改善生物炭儲能性能具有積極意義。
研究結果為秸稈生物炭在儲能領域的應用提供了理論基礎和技術支撐。該研究得到國家現代農業產業技術體系、中國農業科學院科技創新工程、國家自然科學基金等項目的資助。（通訊員 王 佳）
