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在锂离子电池、光伏电池和氢能等新能源技术中，白炭黑正从传统添加剂向功能化核心材料转型。其高比表面积和化学稳定性，使其在提升能量密度、延长循环寿命和增强安全性方面发挥关键作用。
传统聚烯烃隔膜在130℃以上会发生热收缩，导致电池短路。气相白炭黑通过表面羟基与聚偏氟乙烯（PVDF）形成氢键网络，可使隔膜热收缩率从50%降至5%以下。更先进的是，将白炭黑与氧化铝复合，制备出兼具导热性和绝缘性的陶瓷涂层隔膜，使电池针刺实验通过率从60%提升至98%。
在晶硅太阳能电池中，银浆中的银颗粒需通过白炭黑形成的三维网络结构实现高效导电。实验表明，添加2%纳米白炭黑的银浆，其方阻可降低15%，同时附着力提升20%，使电池转换效率从22.5%提升至23.1%。此外，白炭黑基封装胶膜通过反射红外线，可使电池工作温度降低3-5℃，进一步延长使用寿命。
在固态储氢领域，白炭黑通过调控孔隙结构（比表面积>1000m²/g），可显著提升金属氢化物的吸氢/放氢速率。例如，将MgH₂负载于白炭黑介孔中，其放氢温度从300℃降至200℃，放氢量提升30%，为氢燃料电池汽车的商业化应用提供了关键材料支持。
