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“可呼吸”的鈉-二氧化碳電池取得突破性進展

                                    

      近日，南開大學化學學院教授陳軍團隊在利用CO2呼吸的可充室溫鈉-二氧化碳電池領域取得突破性進展，相關研究成果以“可充室溫鈉-二氧化碳電池”為題在《德國應用化學》上發表后，英國**化學會《化學世界》以“**可充的有前途電池技術”為題作了報道。
      “可呼吸”電池的初級版本是鋰-氧氣電池：它以金屬鋰作負極，正極為由碳、貴金屬或過渡金屬氧化物等構成的空氣電極，放電時從空氣中獲取氧氣，充電時再放出氧氣，因此被稱為“可呼吸”電池。鋰-氧氣電池的研究是當今新能源領域的熱點和難點，國內外許多高校和研究機構都致力于此。陳軍團隊在之前鋰-氧氣電池研究的基礎上，成功研發出鈉-二氧化碳電池，不僅原料豐富、制備方便，同時，將二氧化碳變廢為寶，實現了資源化利用。
      陳軍帶領課題組在鈉-二氧化碳電池的研究中，通過理論計算發現該電池體系具有高達1100Wh/kg的理論比能量，并且比其他金屬-二氧化碳電池更容易實現可逆充放電反應。由于其放電時吸收二氧化碳，充電時也釋放出二氧化碳，因此被稱為“可呼吸鈉-二氧化碳電池”。該研究以鈉金屬片為負極，四甘醇二甲醚處理過的多壁碳納米管為正極，構架了一個具有優異性能的鈉-二氧化碳電池。室溫下，該電池體系可以循環200次而無明顯衰減，表現出很好的可逆充放電活性和穩定性。在4A/g的大電流密度下仍有4000mAh/g的可逆比容量，說明此電池具有良好的高倍率放電性能，可實現快速充放電。
      陳軍介紹，金屬-氣體電池存在諸多科學技術難題?！暗?，金屬-二氧化碳電池具有高比能量、高功率密度等特點，電極活性物質廉價易得，特別是利用二氧化碳作為活性材料產生電能，意味著該電池系統有望在這種溫室氣體富集的地方提供穩定的能量源泉?！?/span>
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