近日，河北工業大學王恭凱研究員聯合北京高壓科學研究中心緱慧陽研究員提出一種一體化升級再造策略，通過將退役風機葉片中的玻璃纖維經可控破碎與熱解后，利用合金化-氮化反應轉化為多孔硅骨架，再經化學氣相沉積包覆均勻碳層，最終成功制備出具有分級多孔結構和連續導電通路的多尺度硅碳復合負極材料（rP-Si@C）。全面的結構分析表明，所設計的多尺度結構能同時促進鋰離子的快速傳輸，并有效緩沖硅在（脫）鋰過程中伴隨的巨大體積膨脹。電化學測試結果顯示，所得rP-Si@C負極在1 A/g的電流密度下循環300次后，可逆容量達到1286 mAh/g。需要特別指出的是，該工作超越了簡單的廢物利用或工藝工程，與傳統的硅回收或生物質衍生硅路徑不同，本研究采用的合金化-氮化策略能夠原位重構出具有可控孔隙連通性和機械順應性的分級多孔硅骨架，這從根本上調控了循環過程中的鋰離子傳輸動力學和應力演化。這種過程驅動的結構演變，建立起清晰的組成-結構-性能關系，為如何利用多步化學轉化來設計具有機械適應性的硅基負極提供了機理層面的深刻見解。

本研究選擇退役風電葉片中的玻璃纖維作為硅源，采用合金化-氮化協同轉化與化學氣相沉積碳包覆相結合的方法，其依據主要在于：風電葉片廢棄物富含二氧化硅，為其高值化利用提供了可持續的原料基礎，既能緩解固廢堆積問題，又可替代傳統高能耗的硅材料來源；所設計的合金化-氮化過程可原位構建具有多級孔結構的硅骨架，有效緩沖硅在嵌鋰過程中的巨大體積膨脹，提升電極的結構穩定性；后續均勻的碳包覆則形成了連續的導電網絡，增強了材料的導電性并穩定了電極-電解質界面，協同優化了鋰離子傳輸動力學。該集成策略不僅實現了從廢棄物到高性能電池材料的升級轉化，還具有明確的工藝可控性與規模化潛力，為構建風電-儲能閉環系統提供了可行的材料基礎與技術路徑。

本研究通過合金化-氮化與碳包覆技術，將風電葉片廢棄物轉化為多級多孔硅碳復合材料（rP-Si@C）。該材料在1 A/g下循環300次后容量保持1256 mAh/g，全電池循環150次容量保持率達92.4%。多孔骨架有效緩沖體積膨脹，碳層提升導電性并穩定界面。技術經濟與生命周期分析表明該路徑具備成本效益與環境優勢。本工作不僅實現了固廢高值化利用，更從機理層面揭示了多步化學轉化對負極結構-性能的調控作用，為機理驅動的材料設計提供了范例。