科技日报记者16日得知，南开大学化学学院陈军院士课题组利用廉价碳酸钠和碳纳米管制取出有无钠实霰弹“可排便”钠－二氧化碳电池。涉及成果沦为《研究》创刊号首篇发表文章。
据介绍，“可排便”电池初级版本是锂－氧电池，静电时从空气中提供氧气，电池时再行释放出氧气，因此被称作“可排便”电池。由此派生出有的可充钠－二氧化碳电池一般以金属钠为负极，碳等材料为负极，静电时从外界提供二氧化碳，电池时再行释放出二氧化碳。与锂－氧电池比，这类电池原料非常丰富、制取便利，还资源化利用二氧化碳气体，构建绿色可持续发展。
目前钠－二氧化碳电池研发不存在众多难题：过量的金属钠负极更容易构成枝晶，造成电池短路带给安全隐患，且金属钠制取主要是通过电解熔融氯化钠或氢氧化钠，能耗污染大。陈军课题组解决了碳酸钠导电性劣等难题，以沉淀两县法在多壁碳纳米管表面上制取出有碳酸钠廉价复合材料，并以此不作负极，导电碳不作负极，首次建构出有无钠实霰弹“可排便”钠－二氧化碳电池。该电池通过对电池容量掌控可顺利诱导枝晶构成，安全性大大强化，经测试在拦容量为0．3mAh／cm2的条件下，循环100圈后仍能确保电池电压高于4V，课题组已装配出有容量为350mAh、能量密度为183Wh／kg（基于整个电池质量）的单体电池。
碳酸钠在工业上制取更容易，碳在自然界中普遍不存在，陈军课题组研究成果防止了负极金属钠的预霰弹，能有效地减少电池的安全隐患，为安全性电池设计获取了一种新思路。此外，火星大气中所含95％的二氧化碳，这一无钠实霰弹“可排便”钠－二氧化碳电池未来将会为火星观测获取一种潜在电化学能源系统。
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