硅的理论比容量为4200mAh/g，是目前普遍使用的石墨负极（375mAh/g）的11倍，被认为是最具潜力的锂离子电池的负极材料。然而，硅在循环过程中巨大体积变化带来的内部张力容易造成材料结构的破坏和机械粉化，引起电极材料之间及电极与集流体分离，使得硅的实际应用受到阻碍。

尽管全世界每年在稻米生产中作为废物产出的稻壳约为108吨，但是迄今为止稻壳仅回收用于廉价农业产品生产。韩国科学技术学院的Jang Wook Choi及其同事发现稻壳包含独特的二氧化硅层，而且在纳米尺寸上能透气透水。他们通过酸和热处理，从稻壳的外层提取出了二氧化硅并把它转化成了硅，该过程保存了这种二氧化硅层原来的三维多孔纳米结构（上图右）。这种特殊结构有效地抑制硅在充放电过程中因巨大体积变化造成应力的影响，从而提高硅的循环性能，表现出了极优的电化学活性。该方法对高容量锂电池用于先进的便携电子设备，以及混合动力汽车的开发具有重要意义（PNAS, 2013, doi: 10.1073/pnas.1305025110）。