摘要：科学家在环保电池中取得了突破，不仅可以储存更多的能量，而且还可以帮助解决温室气体排放。锂-CO2“呼吸”电池释放功率，同时捕获二氧化碳，提供了一种更绿色的替代方案，有一天可能有一天的表现优于当今的锂离子电池。...

萨里大学的科学家在环保电池上取得了突破，不仅可以储存更多的能量，而且还可以帮助解决温室气体排放。锂 - 孔“呼吸”电池释放功率，同时捕获二氧化碳，提供绿色的替代品，有一天可能会超过当今的锂离子电池。

到目前为止，锂电池的电池在效率上遇到了挫折 - 迅速磨损，未能充电并依靠昂贵的稀有材料（例如铂金）。但是，来自萨里的研究人员通过使用称为磷酸磷酸纤维化的低成本催化剂（CPM）找到了一种克服这些问题的方法。使用计算机建模和实验室实验，测试表明，这种简单的更改使电池能够储存更多的能量，充电以减少100多个周期的功率。

该研究发表在《高级科学》上，标志着朝着现实世界应用迈出的有希望的一步。如果商业化，这些电池可以帮助减少车辆和工业来源的排放 - 甚至科学家们甚至可以想象他们可以在火星上运行，那里的气氛为95％。

萨里大学化学过程工程讲师Siddharth Gadkari博士，研究的作者说：

“对储能解决方案的需求日益增长，这支持我们朝着可再生能源迈进的推动力，同时也应对气候变化的日益增长的威胁。我们在锂co₂电池上的工作是使该愿景成为现实的潜在改变游戏规则。

“这些电池最大的挑战之一就是所谓的'过电势' - 使反应进行所需的额外能量。您可以想到它，就像在沿海地山之前上坡骑行一样。我们所表明的是，CPM会使该山丘变平，这意味着电池在每次电荷和放电过程中损失了较少的能量。”

为了了解CPM为什么运作良好的原因，萨里化学和化学工程学院的团队和高级技术研究所使用了两种方法。首先，他们在充电和排放后拆除电池以研究内部的化学变化。这些验尸测试发现，可以可靠地构建和去除电池吸收CO₂时形成的化合物，这是长期使用的重要特征。

然后，他们使用密度功能理论（DFT）转向计算机建模，该理论使研究人员可以探索材料表面上的反应如何展开。结果表明，CPM稳定的多孔结构如何为关键化学反应提供理想的表面。

萨里大学的未来研究员丹尼尔·司令部博士，该研究的对应作者说：

“这一发现令人兴奋的是，它结合了强大的性能和简单性。我们表明，可以使用负担得起的可扩展材料建造有效的锂粉电池 - 不需要稀有金属。我们的发现也为未来设计更好的催化剂打开了大门。”

该发现为开发更好的低成本，易于制造的电池材料开辟了新的门。通过对这些催化剂如何与电极和电解质相互作用的进一步研究，锂电池可以成为一种可实用的，可扩展的清洁能量的方法，同时帮助减少大气中的碳。