2021年1月12
随着智能便携电子产品和电动汽车的快速发展，未来锂资源的消耗将大幅增加，锂离子电池的成本可能会大幅增加。此外，锂在地壳中的含量不足(0.0017 wt%)和地壳分布不均也限制了其进一步的开发和应用。
由于钾(在地壳中占2.7 wt%)具有与锂相似的性质，储量丰富。因此，作为锂离子电池的替代品，钾离子电池(pib)成为研究的热点。钾(2.92 V vs.标准氢电极)的标准电极电位更接近Li (3.04 V vs. SHE)，而Na (2.71 V vs. SHE)、Mg (2.37 V vs. SHE)和Al (1.66 V vs. SHE)的标准电极电位更接近Li (3.04 V vs. SHE)。
这意味着pib可以提供更高的能量密度和工作电压。因此，探索优良的电极材料，研究其储钾机理具有重要意义。亚博网站下载
在数十亿年的时间里，生物细胞通过自然选择有效地进化，并产生了各种各样的有机体和细胞，比如人类细胞，它们可以被视为完美的小系统。
这些细胞的结构复杂而微妙，有各种协调良好的结构成分;例如，细胞膜提供了获取生物材料的途径，并能及时排放代谢废物。亚博网站下载
在这里，我们提出并证明了这种进化选择的细胞在电池材料的合成中具有重要的意义。亚博网站下载
在北京发表的一篇新的研究文章中国家科学评论亚博老虎机网登录来自湖南大学、中南大学和克莱姆森大学的科学家们展示了一种用于强健钾阳极的仿生碳电池(BCCs)。仿生碳电池由高度石墨化的碳片和碳纳米管组成。
碳纳米管连接碳电池的内外，提供了大量的离子通道。大量的离子通道增加了离子的扩散路径，提高了传输速率。
BCC所拥有的内部空间为钾离子插入石墨引起的体积变化提供了缓冲，类细胞膜的碳壳可以保护和支撑内部材料和整体结构，大大提高了pib的循环稳定性。亚博网站下载
基于bcc的电极在500 mA g-1电流密度下循环2100次后，稳定的可逆容量为226 mAh g-1，在100 mA g-1电流密度下连续运行时间超过15个月。
该策略为未来新型仿生电池材料的设计和制造提供了新的途径，促进了多学科间的合作研究。亚博网站下载
“在科学上，我们结合了生物领域和材料合成领域(仿生结构)，并报告了合成的碳材料作为钾离子电池阳极的性能和稳定性。”陆炳安教授说:“从更广泛的角度来看，这项研究代表了提高电池性能的新策略，并可能为下一代电池驱动应用铺平道路。”
来源:https://engine.scichina.com/publisher/scp