南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳軍院士課題組在利用廉價的碳酸鈉和碳納米管構(gòu)建無鈉預(yù)填裝的“可呼吸”鈉—二氧化碳電池領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，研究成果作為《Research》（《研究》）創(chuàng)刊號首篇文章發(fā)表，該刊物由中國科協(xié)和美國科學(xué)促進(jìn)會打造。

“可呼吸”電池的初級版本是鋰—氧電池，以金屬鋰作負(fù)極，正極為由碳、貴金屬或過渡金屬氧化物等構(gòu)成空氣電極，放電時從空氣中獲取氧氣，充電時再放出氧氣，因此被稱為“可呼吸”電池。在此基礎(chǔ)上衍生出鈉—二氧化碳電池，這類電池不僅原料豐富、制備方便，增加了實驗過程中的安全性，二氧化碳作為溫室氣體，還可變廢為寶、資源化利用，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。但目前鈉—二氧化碳電池開發(fā)存在難點：過量的金屬鈉負(fù)極容易導(dǎo)致電池短路，帶來安全隱患，且能耗較大。陳軍課題組研究成果利用廉價、安全的碳酸鈉和碳為起始原料成功地構(gòu)建了“可呼吸”鈉—二氧化碳電池，避免了負(fù)極金屬鈉的預(yù)填裝，能有效地降低電池的安全隱患，為安全電池的設(shè)計提供了一種新思路。此外，火星大氣中含有95%的二氧化碳，該工作構(gòu)建的“可呼吸”鈉—二氧化碳電池有望為火星探測提供一種潛在的電化學(xué)能源系統(tǒng)。