2022-01-10 18:38
导读：英国研究人员开发了一种新颖的可控单向冰模板策略，用于制造新的碳电极材料，可以提高钠和钾离子电池的性能。
钠离子和钾离子电池是基于丰富的、更环保的资源，有望成为大规模储能系统的无锂替代品。然而，由于钠离子和钾离子的尺寸较大，而且它们能够在多孔碳基阳极中移动，因此其速率和循环性能不尽如人意，阻碍了该电池技术的应用。
目前，布里斯托尔复合材料研究所和帝国学院的研究人员利用可持续采购的纤维素开发了高性能钠和钾离子电池。他们实施了一种新颖的可控单向冰塑策略，以开发新的碳电极材料，称为气凝胶。在气凝胶中，纤维素纳米晶体利用生长出来的冰晶形成多孔结构，然后升华，从而在结构内留下大的通道，可以携带大的钠和钾离子。
布里斯托尔复合材料研究所的博士生、第一作者Jing Wang表示：“我们提出了一种新颖的可控冰晶策略，以制造低成本的纤维素纳米晶体／聚氧化乙烯衍生的碳气凝胶，并以分层定制和垂直排列的通道作为电极材料，这可以用来很好地调整钠离子和钾离子电池的速率能力和循环稳定性。”
他们的研究结果证明了通过可控的冰模板策略来调整电化学存储性能的实用途径，据研究人员称，该策略可以很容易地扩展到其他各种储能系统，如锌、钙、铝和镁离子电池，显示出其在下一代储能系统中的普遍潜力。
Jing Wang补充道：“受益于前体的可再生性和环境无害合成过程中相对低成本的可扩展性，这项工作可以为促进可持续电动汽车和大规模储能电网在不久的将来大规模应用提供一个有吸引力的途径。”
鉴于这些发现，研究人员希望与工业界合作，在工业规模上开发这一战略，并进一步探索这一技术在广泛的电池存储系统中的潜力。
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