金屬-CO₂ (Metal=Li，Na，K)電池是利用過量釋放的二氧化碳排放到電化學儲能裝置中的一種有吸引力的策略。其中，K-CO₂電池以其高電位(2.48 V)、高能量密度和地球上豐富的鉀資源成為一種很有前景的儲能系統。盡管最近報道了第一個可充電的K-CO₂電池，但由于金屬鉀的活性，其循環穩定性和電化學機理仍遠遠不能令人滿意。

近日，電子科技大學王斌（通訊作者）等人在材料研究頂級期刊Adv. Funct. Mater.上發表了題為”Artificial Solid-Electrolyte Interphase and Bamboo-like N-doped Carbon Nanotube Enabled Highly Rechargeable K-CO₂ Batteries”的研究性論文。

穩定K負極和K-CO₂電池運行的電解液化學制備過程示意圖

作者采用人工表面膜的鈍化K負極和N摻雜的碳納米管正極，制備了高性能的K-CO₂電池。電池比放電容量高(9436 mAh g^?1)，倍率性能好，過電位間隙小(50 mA g^?1時為0.81 V)，循環壽命長(450次循環或3100 h)。

組裝的K-CO₂電池的電化學性能

此外，組裝成的纖維狀電池在不同的彎曲條件下具有57 h的長工作時間和穩定的輸出。這項工作為未來空間探測中可能的CO₂循環利用提供了一種選擇。

B-NCNT正極的SEM和TEM圖像

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)