導讀：英國研究人員開發了一種新穎的可控單向冰模板策略，用於製造新的碳電極材料，可以提高鈉和鉀離子電池的效能。
鈉離子和鉀離子電池是基於豐富的、更環保的資源，有望成為大規模儲能系統的無鋰替代品。然而，由於鈉離子和鉀離子的尺寸較大，而且它們能夠在多孔碳基陽極中移動，因此其速率和迴圈效能不盡如人意，阻礙了該電池技術的應用。
目前，布里斯托爾複合材料研究所和帝國學院的研究人員利用可持續採購的纖維素開發了高效能鈉和鉀離子電池。他們實施了一種新穎的可控單向冰塑策略，以開發新的碳電極材料，稱為氣凝膠。在氣凝膠中，纖維素奈米晶體利用生長出來的冰晶形成多孔結構，然後昇華，從而在結構內留下大的通道，可以攜帶大的鈉和鉀離子。
布里斯托爾複合材料研究所的博士生、第一作者Jing Wang表示：“我們提出了一種新穎的可控冰晶策略，以製造低成本的纖維素奈米晶體/聚氧化乙烯衍生的碳氣凝膠，並以分層定製和垂直排列的通道作為電極材料，這可以用來很好地調整鈉離子和鉀離子電池的速率能力和迴圈穩定性。”
他們的研究結果證明了透過可控的冰模板策略來調整電化學儲存效能的實用途徑，據研究人員稱，該策略可以很容易地擴充套件到其他各種儲能系統，如鋅、鈣、鋁和鎂離子電池，顯示出其在下一代儲能系統中的普遍潛力。
Jing Wang補充道：“受益於前體的可再生性和環境無害合成過程中相對低成本的可擴充套件性，這項工作可以為促進可持續電動汽車和大規模儲能電網在不久的將來大規模應用提供一個有吸引力的途徑。”
鑑於這些發現，研究人員希望與工業界合作，在工業規模上開發這一戰略，並進一步探索這一技術在廣泛的電池儲存系統中的潛力。
