新型电池

关于新型电池的介绍，科技风景线小编已经说的有几次了，而之所以今天还要说一下新型电池，主要是因为这次所说的既不是氢电池、也不是石墨烯电池，更不是一直被人们争议的核电池，而是一种中国科研人员成功研发的新型钙离子电池！

想到钙离子，估计大家的第一次感觉就是这个材料地球上可是多了去了，这可比锂电池、石墨烯等物质更容易提取了，确实如此，但是，再次之前人们为什没有发现钙离子电池呢？其实，人们在研制电池的时候，并不是说没有发现钙离子电池的可能性，而是发现了，结果却是很不理想。

怎么个不理想呢？就是常温下的钙离子不能进行可逆氧化反应，说白了就是使用钙离子制造电池，只能放电，而不能充电，这不就是最大的问题吗？

现在我们的科研人员在实验中发现，将近100℃的温度情况下，离子在碳酸酯类电解液中能在钙负极表面发生可逆沉积反应，并且在100℃下能循环30周以上。这可是一个解决极具价值的发现，如果能够想法将这个可逆沉积反应的发生条件降低到常温，那不就是很好的电池材料了吗？

退一万步说，如不能降低到常温，那在一些特殊的高温环境条件下，还是需要使用到一些特殊的电池的，而我们现在的电池反而不能够正常使用了。当然了，这不符合大众的需求，所以，科研人员还必须想法将发生条件降低到室温温度。

只要去想，办法总是会有的，我们的科研人员通过对电池结构进行创新，以锡箔作为负极，以石墨作为正极，负极与钙离子发生可逆合金化反应，正极阴离子发生可逆插层/脱嵌反应，电解液是溶有特殊材料的碳酸酯类溶剂。这样，具有5V耐高压特性、在室温下循环350圈后容量保持率仍大于95%的新型电池诞生了。

对于这样的新型钙离子电池，你认为会不会进入实用化市场呢？科技风景线小编可是认为前景不错呢，毕竟钙元素在地球上的储量太丰富，制作电池的话，成本很低，所以对于新型钙离子电池的生产来说，不用担心储量以及成本问题！

　　科技日报合肥6月12日电（记者吴长锋）记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心，在生物质衍生氮掺杂多孔碳作为多功能电极材料，在金属锌—空电池自驱动脱盐应用研究方面取得重要进展，相关研究日前发表在《化学工程杂志》上。

目前，常用的脱盐方法包括反渗透、热蒸发、电渗析和电容去离子等。其中，电容去离子(CDI)技术利用在电极材料表面形成的双电层来吸附水中带电荷离子，从而达到盐水淡化的目的。此技术不会造成二次污染且具有低能耗、低投资、低运行成本的优越性，还可利用可再生能源如太阳能、风能等进行驱动，是海水/苦咸水脱盐获取淡水资源的理想技术。然而当前广泛使用的高效碳基CDI电极材料主要通过传统化石燃料衍生物制备，无疑提高了其大规模应用的成本。

为此，科研人员选择丰富、廉价、可再生的、含天然氮元素的豆荚作为原料，通过辅助活化热解的方法制备出具有多级开放孔结构的氮掺杂碳材料，再将所得的氮掺杂多孔碳材料进一步进行磺化处理，得到磺酸功能化的多孔碳材料(S-NPC)。通过将所制备的S-NPC与氨化的活性炭分别作为电极材料组装成CDI装置，并用于脱盐实验。研究结果表明，与其他碳材料相比，多孔碳材料展示出更加优异的吸附性能，主要归因于其高的比表面积、多级开放孔结构及其表面功能化的磺酸基官能团协同作用，表明生物质衍生的碳作为CDI电极材料具有很好的应用前景。同时由于所制备NPC材料实现了异原子(如氮)的掺杂，因此其还展示出优异的氧还原反应(ORR)性能。基于此，将金属锌—空电池与CDI体系有机整合，利用锌—空电池供电实现了高效CDI脱盐应用。

作者：吴长锋