近日，南開大學化學學院周震教授課題組在新型儲能體系-可充電鋰二氧化碳電池研究方面取得重要進展，課題組首次將石墨烯用作鋰二氧化碳電池的空氣電極，以金屬鋰作負極，吸收空氣中的二氧化碳釋放能量。

眾所周知，全球氣溫變暖主要是由二氧化碳等溫室氣體大量排放造成的，如何減少二氧化碳的排放成為當今社會普遍關注的問題。如果能把二氧化碳變廢為寶資源化利用是一條理想的出路，而這也成為國際上研究的熱點和難點。

鋰氧氣電池放電時從空氣中獲取氧氣，充電時再放出氧氣，因此被譽為“可呼吸”電池。這種新的儲能體系與鋰氧氣電池很相似，只是將氧氣換成二氧化碳，可將其稱為“可呼吸電池2.0”。盡管與一代“可呼吸電池”鋰氧氣電池相比還很初級，但周震課題組成果為推動二氧化碳在能源儲存與轉化領域中的應用，以及實現(xiàn)鋰氧氣電池向鋰空氣電池的飛躍具有重要意義。

可充電鋰二氧化碳電池的構想迸發(fā)于課題組成員蘇利偉博士(2013年畢業(yè))三年前的一次實驗，他發(fā)現(xiàn)，碳酸鹽做鋰離子電池負極儲鋰容量異常高，且在反應過程中產(chǎn)生二氧化碳氣泡。此后博士生張彰開始建立鋰氧氣電池的研究平臺，經(jīng)團隊成員反復實驗，不斷改進電極性能，首次將石墨烯用作鋰二氧化碳電池的空氣電極，表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，可連續(xù)充放電20次以上，這是截至目前的最高水平。鋰二氧化碳電池性能的改善得益于石墨烯的高導電性和大比表面積，為電化學反應提供了良好的場所。

目前，可充電鋰二氧化碳電池的研究剛剛起步，基本原理尚未完全清楚，而且動力學性能和充放電循環(huán)能力很差，還需要繼續(xù)深入研究。相關研究成果發(fā)表于化學學科三大傳統(tǒng)頂級期刊之一《應用化學(國際版)》，并被編輯選為熱點論文，博士生張彰為論文第一作者，周震為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金委和教育部的資助。