近日，北京化工大学王峰教授/牛津教授团队在国际知名期刊Energy Storage Materials上发表了题为“From waste to wealth: Cd-adsorbed rapeseed meal towards CdS-decorated nanocarbons for high-performance sodium metal batteries”的研究工作。该工作提出了一种绿色策略，通过使用吸附镉的菜籽粕（RM/Cd）作为前驱体，一步热解制备了CdS修饰的纳米碳材料（RM/CdS），采用原位和非原位表征技术相结合，揭示了RM/Cd的碳化机制。将RM/CdS用于改性钠金属负极时，在半电池和全电池中表现出优异的电化学性能，详细研究并揭了示RM/CdS在钠金属负极中的改性机制。

菜籽粕（RM）作为一种高效的吸附剂，因其含有大量O/N/S功能基团，可以有效净化含Cd²⁺的废水。随后RM/Cd通过一步热解过程成功转化为RM/CdS。通过原位和原位外表征技术研究了RM/Cd的碳化机制，揭示了其结构组成的高度可调性。所制备的RM/CdS进一步用于改性钠金属负极，实现了钠的均匀沉积，在半电池和全电池中表现出可靠的性能。研究表明，CdS的引入降低了Na⁺的脱溶剂化能垒，使电极具有更优的动力学性能。同时，Na⁺在CdS及其衍生物表面的低扩散能垒促进了金属钠的横向生长，实现了均匀平整的钠沉积。此外，CdS及其衍生物中丰富的亲钠位点调节了钠的成核和生长过程，进一步抑制了钠枝晶的形成。

RM/CdS的制备示意图及其改性机理

材料学院硕士生鲁志宏为论文的第一作者，王峰教授、牛津教授和李志林教授为论文的共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。本研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

文章信息：Zhihong Lu, Jianqi Xiao, Haibo Xie, Weihao Song, Masatsugu Fujishige, Kenji Takeuchi, Morinobu Endo, Zhilin Li,* Jin Niu,* Feng Wang*, From waste to wealth: Cd-adsorbed rapeseed meal towards CdS-decorated nanocarbons for high-performance sodium metal batteries, Energy Storage Materials 80 (2025) 104393.

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104393