元素百科为您介绍“可呼吸”钠-二氧化碳电池取得突破。近日，南开大学化学学院教授陈军团队在可充室温钠-二氧化碳电池领域取得突破，相关研究成果以“可充室温钠-二氧化碳电池”为标题，皇家化学协会“化学世界”以“首次可充电未来电池技术”为标题。
“可呼吸”电池的初级和改进版本
“可呼吸”电池的主要版本是锂氧气电池：它以金属锂为负极，正极是由碳、贵金属或过渡金属氧化物组成的空气电极。它在放电时从空气中获得氧气，然后在充电时释放氧气，因此被称为“可呼吸”电池。锂-氧气电池的研究是当今新能源领域的热点和难点，国内外许多高校和研究机构都致力于此。在之前锂氧气电池研究的基础上，陈军团队成功开发了钠二氧化碳电池，不仅原料丰富，制备方便，而且将二氧化碳变废为宝，实现了资源利用。
“可呼吸”电池可快速充放电
在钠-二氧化碳电池的研究中，陈军带领研究小组发现电池系统具有高达1100Wh/kg的理论比能量，比其他金属-二氧化碳电池更容易实现可逆充放电反应。它被称为“可呼吸钠-二氧化碳电池”，因为它在放电时吸收二氧化碳，在充电时释放二氧化碳。本研究以钠金属片为负极，四甘醇二甲醚处理的多壁碳纳米管为正极，构建了性能优异的钠-二氧化碳电池。在室温下，电池系统可循环200次，无明显衰减，具有良好的可逆充放电活性和稳定性。在4A/g的大电流密度下，仍有4000mah/g的可逆比容量，说明该电池具有良好的高倍率放电性能，可实现快速充放电。
陈军介绍说，金属气体电池存在许多科技问题。”然而，金属二氧化碳电池具有比能量高、功率密度高的特点，电极活性材料便宜易得，特别是使用二氧化碳作为活性材料产生电能，这意味着电池系统有望在温室气体丰富的地方提供稳定的能源。”
