电子科大王斌AFM：人工固体电解质界面和竹节状掺氮碳纳米管实现高可充K-CO2电池

金属-CO₂ (Metal=Li，Na，K)电池是利用过量释放的二氧化碳排放到电化学储能装置中的一种有吸引力的策略。其中，K-CO₂电池以其高电位(2.48 V)、高能量密度和地球上丰富的钾资源成为一种很有前景的储能系统。尽管最近报道了第一个可充电的K-CO₂电池，但由于金属钾的活性，其循环稳定性和电化学机理仍远远不能令人满意。

近日，电子科技大学王斌（通讯作者）等人在材料研究顶级期刊Adv. Funct. Mater.上发表了题为”Artificial Solid-Electrolyte Interphase and Bamboo-like N-doped Carbon Nanotube Enabled Highly Rechargeable K-CO₂ Batteries”的研究性论文。

稳定K负极和K-CO₂电池运行的电解液化学制备过程示意图

作者采用人工表面膜的钝化K负极和N掺杂的碳纳米管正极，制备了高性能的K-CO₂电池。电池比放电容量高(9436 mAh g⁻¹)，倍率性能好，过电位间隙小(50 mA g⁻¹时为0.81 V)，循环寿命长(450次循环或3100 h)。

组装的K-CO₂电池的电化学性能

此外，组装成的纤维状电池在不同的弯曲条件下具有57 h的长工作时间和稳定的输出。这项工作为未来空间探测中可能的CO₂循环利用提供了一种选择。

B-NCNT正极的SEM和TEM图像

Artificial Solid-Electrolyte Interphase and Bamboo-like N-doped Carbon Nanotube Enabled Highly Rechargeable K-CO₂ Batteries(Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202105029)