据国外媒体报道，英国伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的研究人员开发了一种新技术，可以让更可持续的钠离子电池取代锂离子电池。通过从造纸工业的废弃副产品木质素中制备碳，研究人员提高了钠离子电池的能量密度、可持续性和安全性。该研究成果已发表在《能源与环境科学》杂志上，可在全球向更清洁能源转型中发挥重要作用。
(来源:伦敦帝国理工学院，伦敦)
更换锂离子电池
锂离子电池通常用于许多电气设备，但随着全球锂资源的迅速减少和采矿产生的大量碳排放，市场开始寻求更可持续的替代解决方案。钠离子电池经过优化后可以作为替代品应用于电动汽车。但目前的钠离子电池的能量容量无法与锂离子电池相比，存在一定的安全风险。
提高电池能量容量的关键在于负责提供储能功能的负极的材料和设计。虽然钠阳极在理论上具有超高的容量，但要释放金属钠阳极制成电池的潜力，解决这种材料高反应性带来的安全隐患，还需要进一步的研究。
为了应对上述挑战，化学工程系的Titirici团队开发了一种解决方案，用钠沉积木质素衍生的碳垫取代钠电池中的大块金属。
本文通讯记者玛格达·蒂特里西(Magda Titirici)教授表示:“我很高兴看到在电池领域使用木质素的新机会，这种材料也具有开发新纳米技术的巨大潜力。通过采用纳基技术，我们可以创造出一种高性能、安全、更可持续的电池，这将彻底改变电动汽车领域。”
在这项研究中，木质素垫子是通过一种称为“静电纺丝”的工艺生产的，其中木质素纤维的纺丝方法类似于自然界中蜘蛛织网的方式。随后，纤维会碳化产生材料结构中的许多缺陷，使金属钠(负责储能的元素)沉积得更加均匀稳定，从而增加能量容量。
(来源:伦敦帝国理工学院，伦敦)
通过将金属钠与特殊的木质素基碳相结合，可以保留和利用能量容量优势，降低因枝晶堆积导致电池短路的安全风险。与其他方法相比，这种方法需要更少的热量来碳化木质素，这进一步减少了制造过程中的碳足迹。
未来计划
钠离子电池在能源领域显示出了巨大的前景，但是到目前为止，其能量容量仍然非常有限，因此无法得到广泛应用。此次开发的新技术可以使钠离子电池在更多领域替代锂离子电池，比如电动汽车等大型产品。
合著者许珍说:“我们的研究表明，钠离子电池将在未来的可持续能源中发挥重要作用。目前，我们希望与业界合作，实现工业规模的技术开发，并探索新的钠离子电池应用。”研究团队将继续微调技术，用不同的电池进行实验，并进行进一步的研发。据国外媒体报道，英国伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的研究人员开发了一种新技术，可以让更可持续的钠离子电池取代锂离子电池。通过从造纸工业的废弃副产品木质素中制备碳，研究人员提高了钠离子电池的能量密度、可持续性和安全性。该研究成果已发表在《能源与环境科学》杂志上，可在全球向更清洁能源转型中发挥重要作用。
(来源:伦敦帝国理工学院，伦敦)
更换锂离子电池
锂离子电池通常用于许多电气设备，但随着全球锂资源的迅速减少和采矿产生的大量碳排放，市场开始寻求更可持续的替代解决方案。钠离子电池可以在……之后作为替代品使用优化并应用于电动汽车。但目前的钠离子电池的能量容量无法与锂离子电池相比，存在一定的安全风险。
提高电池能量容量的关键在于负责提供储能功能的负极的材料和设计。虽然钠阳极在理论上具有超高的容量，但要释放金属钠阳极制成电池的潜力，解决这种材料高反应性带来的安全隐患，还需要进一步的研究。
为了应对上述挑战，化学工程系的Titirici团队开发了一种解决方案，用钠沉积木质素衍生的碳垫取代钠电池中的大块金属。
本文通讯记者玛格达·蒂特里西(Magda Titirici)教授表示:“我很高兴看到在电池领域使用木质素的新机会，这种材料也具有开发新纳米技术的巨大潜力。通过采用纳基技术，我们可以创造出一种高性能、安全、更可持续的电池，这将彻底改变电动汽车领域。”
在这项研究中，木质素垫子是通过一种称为“静电纺丝”的工艺生产的，其中木质素纤维的纺丝方法类似于自然界中蜘蛛织网的方式。随后，纤维会碳化产生材料结构中的许多缺陷，使金属钠(负责储能的元素)沉积得更加均匀稳定，从而增加能量容量。
(来源:伦敦帝国理工学院，伦敦)
通过将金属钠与特殊的木质素基碳相结合，可以保留和利用能量容量优势，降低因枝晶堆积导致电池短路的安全风险。与其他方法相比，这种方法需要更少的热量来碳化木质素，这进一步减少了制造过程中的碳足迹。
未来计划
钠离子电池在能源领域显示出了巨大的前景，但是到目前为止，其能量容量仍然非常有限，因此无法得到广泛应用。此次开发的新技术可以使钠离子电池在更多领域替代锂离子电池，比如电动汽车等大型产品。
合著者许珍说:“我们的研究表明，钠离子电池将在未来的可持续能源中发挥重要作用。目前，我们希望与业界合作，实现工业规模的技术开发，并探索新的钠离子电池应用。”研究团队将继续微调技术，用不同的电池进行实验，并进行进一步的研发。
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