新型钠离子电池：储电翻倍，还能淡化海水

锂离子电池目前主导市场，但依赖昂贵且可能危害环境的材料。相比之下，钠资源丰富且易获取。尽管如此，钠离子电池要达到锂离子技术的性能一直是个主要障碍。

水提升钠钒氧化物性能
在《材料化学A》期刊发表的研究中，科学家们研究了钠钒氧化物——一种知名的钠基化合物。他们发现，让这种材料保留其自然含水量能显著增强其在电池中的功能。

这种名为纳米结构水合钠钒酸盐（NVOH）的化合物，在水合状态下使用时表现出更强的性能。它能储存更多能量，充电速度更快，并且在400多次充放电循环后仍保持稳定。

在测试中，水合版本的储电量几乎是标准钠离子正极材料的两倍。这一性能使其跻身目前报道的钠离子电池顶级正极材料之列。

萨里大学化学与化学工程学院研究员、论文第一作者丹尼尔·科芒德尔博士表示：“我们的结果完全出乎意料。钠钒氧化物已经存在多年，人们通常会对其进行热处理以去除水分，因为普遍认为水会导致问题。我们决定挑战这一假设，结果比预期好得多。这种材料表现出远超预期的性能和稳定性，甚至可能为未来这些电池的应用创造令人兴奋的新可能性。”

海水操作与电化学脱盐
研究团队还探索了这种材料在盐水中的性能——这对电池系统来说是一个尤其苛刻的环境。它不仅能有效工作，还能从盐水溶液中去除钠离子。同时，石墨电极会提取氯离子，这一过程被称为电化学脱盐。

科芒德尔博士补充道：“能在盐水中使用水合钠钒酸盐是一项非常令人兴奋的发现，因为这表明钠离子电池不仅能储存能量，还能帮助脱盐。从长远来看，这意味着我们或许能够设计出使用海水作为完全安全、免费且丰富的电解质的系统，同时在这一过程中生产淡水。”

迈向更安全、低成本的锂替代物
这一进展可能加速钠离子电池作为锂离子技术实用替代物的应用。由于钠价格低廉且储量丰富，这些电池有望更安全、更经济、更环保。可能的用途包括电网的大规模可再生能源存储以及电动汽车应用。通过简化高性能钠离子电池的生产，萨里大学团队的研究成果使商业可行的可持续能源存储又迈进了一步。