浩瀚幾千年人類社會的發展使人們在享受文明成果的同時,卻不得不面對環境汙染和資源短缺的現狀。因此,人類應該覺醒來保護地球,減少汙染。而科學家更有義務和責任開發清潔和可持續的能源體系,來緩解和改善資源短缺的現狀。
近年來,隨著鋰離子電池的蓬勃發展,科學家越來越擔憂鋰元素含量較少、分布不均勻等缺點。相反,鈉元素含量豐富(地殼中金屬元素含量居第四位),而且與鋰具有極其相似的物理和化學性質,因此開展鈉離子電池相關工作對維持能源的可持續性發展具有極其重要的意義。但是,由於鈉具有比鋰大的離子半徑,因此對於許多無機電池材料來說無法提供足夠的晶格間距,從而導致了鈉離子具有較慢的擴散速度。然而,科學家們發現相對於無機材料,有機材料由於具有結構的韌性,而有利於具有較大半徑的鈉離子的遷移。
據國際知名期刊Advanced Materials近日報導,韓國UNIST研究所的Lee教授及其研究組合成了對苯二甲酸鈉及其衍生物,並首次將其製備成電極材料應用於鈉離子電池體系。
該研究工作證實了對苯二甲酸鈉及其衍生物作為鈉離子電池電極材料具有極其優異的電化學性質:電池容量達295 mAh g
-1,經歷90個充放電循環後,容量展現出極其微弱的衰減,具有與商業鋰離子電池電極材料相似的倍率性能,而且適合的氧化還原電位體現了此類電極材料在安全和能量密度等方面具有優越性。此外,研究結果顯示具有不同取代基的對苯二甲酸鈉具有不同的電化學性質。因此,可以通過有機化學反應來合成,和引入特殊官能團來修飾有機分子,從而實現對有機電極材料的熱力學和動力學特徵的調控。這一成果,為有機化學反應在合成有機電極材料方面的應用,為有機化學家開展有機電極材料的相關工作提供了新思路。(來源:materialsviewschina)
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