近日，南開大學陳軍教授團隊在利用CO2呼吸的室溫可充鈉—二氧化碳電池領域取得突破性進展，相關研究成果在《德國應用化學》上發表。

“可呼吸”電池的初級版本是鋰—氧氣電池，它以金屬鋰作負極，正極為由碳、貴金屬或過渡金屬氧化物等構成的空氣電極，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。陳軍課題組在之前鋰—氧氣電池研究的基礎上，此次成功研發出鈉—二氧化碳電池，不僅原料豐富、制備方便，而且增加了實驗過程中的安全性。

陳軍課題組在鈉—二氧化碳電池的研究中，通過理論計算發現Na—CO2電池體系具有高達1100Wh/kg的理論比能量，且Na—CO2電池比Li—CO2等其他金屬——二氧化碳電池更容易實現可逆充放電反應，放電時吸收二氧化碳，充電時放出二氧化碳，被稱為可呼吸鈉—二氧化碳電池。該研究以鈉金屬片為負極，四甘醇二甲醚處理過的多壁碳納米管為正極，構架了一個具有優異性能的Na—CO2電池。

正極方面，使用化學修飾的多孔三維網絡結構，有效降低電池的極化作用，體現出大容量儲電能力。室溫下，該電池體系可以循環200次而無明顯衰減，表現出很好的可逆充放電活性和穩定性。在4A/g的大電流密度下仍有4000mAh/g的可逆比容量，說明此電池具有良好的高倍率放電性能，可實現快速充放電。這些優異的電池性能為在室溫下吸收CO2產生清潔電能源提供了新思路。