南開一課題組研究“可呼吸電池2.0”獲進展
- 發佈時間：2015-05-14 22:13:00 來源：中國新聞網 責任編輯：羅伯特
中新網天津5月14日電 (記者 張道正 通訊員 馬超)記者14日從南開大學獲悉，該校化學學院周震教授課題組在新型儲能體系-可充電鋰二氧化碳電池研究方面已取得重要進展，課題組首次將石墨烯用作鋰二氧化碳電池的空氣電極，以金屬鋰作負極，吸收空氣中的二氧化碳釋放能量。
眾所週知，全球氣溫變暖主要是由二氧化碳等溫室氣體大量排放造成的，如何減少二氧化碳的排放成為當今社會普遍關注的問題。如果能把二氧化碳變廢為寶資源化利用是一條理想的出路，而這也成為國際上研究的熱點和難點。
鋰氧氣電池放電時從空氣中獲取氧氣，充電時再放出氧氣，因此被譽為“可呼吸”電池。這種新的儲能體系與鋰氧氣電池很相似，只是將氧氣換成二氧化碳，可將其稱為“可呼吸電池2.0”。儘管與一代“可呼吸電池”鋰氧氣電池相比還很初級，但周震課題組成果為推動二氧化碳在能源儲存與轉化領域中的應用，以及實現鋰氧氣電池向鋰空氣電池的飛躍具有重要意義。
可充電鋰二氧化碳電池的構想迸發于課題組成員蘇利偉博士(2013年畢業)三年前的一次實驗，他發現，碳酸鹽做鋰離子電池負極儲鋰容量異常高，且在反應過程中産生二氧化碳氣泡。此後博士生張彰開始建立鋰氧氣電池的研究平臺，經團隊成員反覆實驗，不斷改進電極性能，首次將石墨烯用作鋰二氧化碳電池的空氣電極，表現出了優異的性能，可連續充放電20次以上，這是截至目前的最高水準。鋰二氧化碳電池性能的改善得益於石墨烯的高導電性和大比表面積，為電化學反應提供了良好的場所。
目前，可充電鋰二氧化碳電池的研究剛剛起步，基本原理尚未完全清楚，而且動力學性能和充放電迴圈能力很差，還需要繼續深入研究。相關研究成果發表于化學學科三大傳統頂級期刊之一《應用化學(國際版)》，並被編輯選為熱點論文，博士生張彰為論文第一作者，周震為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金委和教育部的資助。(完)
