廉价原料制成“可呼吸”电池？

南开大学化学学院陈军院士课题组在利用廉价的碳酸钠和碳纳米管构建无钠预填装的“可呼吸”钠—二氧化碳电池领域取得突破性进展，研究成果作为《Research》（《研究》）创刊号首篇文章发表，该刊物由中国科协和美国科学促进会打造。

“可呼吸”电池的初级版本是锂—氧电池，以金属锂作负极，正极为由碳、贵金属或过渡金属氧化物等构成空气电极，放电时从空气中获取氧气，充电时再放出氧气，因此被称为“可呼吸”电池。在此基础上衍生出钠—二氧化碳电池，这类电池不仅原料丰富、制备方便，增加了实验过程中的安全性，二氧化碳作为温室气体，还可变废为宝、资源化利用，实现绿色可持续发展。但目前钠—二氧化碳电池开发存在难点：过量的金属钠负极容易导致电池短路，带来安全隐患，且能耗较大。陈军课题组研究成果利用廉价、安全的碳酸钠和碳为起始原料成功地构建了“可呼吸”钠—二氧化碳电池，避免了负极金属钠的预填装，能有效地降低电池的安全隐患，为安全电池的设计提供了一种新思路。此外，火星大气中含有95%的二氧化碳，该工作构建的“可呼吸”钠—二氧化碳电池有望为火星探测提供一种潜在的电化学能源系统。