电弧炉粉尘升级再造为高性能ZnO–Fe3O4纳米复合超级电容器材料的创新研究

来自国际团队的研究人员开展电弧炉粉尘(EAFD)资源化利用研究，通过酸浸-共沉淀法将含锌铁危险固废转化为ZnO–Fe3O4纳米复合材料，成功构建非对称纽扣超级电容器，实现35.2 mF cm?2比电容和81%循环稳定性，为工业固废高值化利用提供绿色解决方案。

　　

随着全球对可持续能源需求的日益增长，高效能量存储系统的研究成为焦点。本研究创新性地将危险工业废弃物——电弧炉粉尘(EAFD)升级再造为高性能氧化锌-四氧化三铁(ZnO–Fe₃O₄)纳米复合材料，用于超级电容器电极。富含锌铁氧化物的EAFD通过硫酸浸出、共沉淀和热处理工艺，成功制备出纳米结构的ZnO–Fe₃O₄。在优化条件下，锌和铁的浸出效率分别达到98.3%和90.1%，随后在pH 8条件下通过共沉淀以超过99%的效率回收金属前驱体。

经热处理后的纳米复合材料应用于非对称纽扣型超级电容器电极，电化学测试显示：在0.25 mA cm^?2电流密度下，其比电容达35.2 mF cm^?2，能量密度为25.03 μWh cm^?2，功率密度达430.81 μW cm^?2。该器件展现出优异的循环稳定性，在7000次充放电循环后仍保持81%的初始容量。这项研究展示了将工业废弃物转化为高性能储能材料的可规模化环保策略，符合循环经济原则并支持环境治理。