金屬二氧化碳電池

隨著人類社會的快速發展，全球二氧化碳排放量每年因化石類燃料的燃燒而增加成千上萬噸，所引發的溫室效應導致了嚴重的氣候變化。減少二氧化碳的排放量，降低人為因素對氣候的影響，已經成為當今社會普遍關注的問題。然而，能源是經濟社會發展的重要基礎，全球範圍內的節能減排收效甚微。二氧化碳的資源化轉化利用是一條理想的出路，同時成為國際上研究的熱點和難點，在過去的幾年裡，採用光化學和電化學方法對二氧化碳進行轉化的研究取得了較大進步。

為了滿足人們日常生活中日益增長的能源需求，科學工作者正在努力改善電化學能量儲存設備和轉換技術，如電池、燃料電池和超級電容器等，不斷提高儲能體系的比能量和比功率。金屬空氣電池直接利用空氣中的氧氣作為反應物質，具有非常高的理論比能量。值得注意的是，目前大部分關於金屬空氣電池的研究均採用的是高純氧氣作為反應氣體，空氣中的二氧化碳和水蒸氣反應生成的金屬氫氧化物和金屬碳酸鹽會嚴重降低電池的整體性能。儘管二氧化碳在空氣中含量較低，但它在有機溶劑中的溶解度是氧氣的五十倍左右，二氧化碳能夠與活性中間體超氧陰離子自由基或放電產物反應生成金屬碳酸鹽。在研究二氧化碳對金屬氧氣電池的影響過程中，逐漸發現二氧化碳可以單獨作為反應氣體，即金屬二氧化碳電池可以工作。金屬二氧化碳電池不但可以將二氧化碳資源化利用，減少化石燃料的消耗，還能夠作為未來火星移民的潛在能源存儲體系，因為火星表面大氣中二氧化碳的含量高達95%左右。該文對金屬二氧化碳電池的研究現狀進行了綜述，對目前該領域尚存在的關鍵問題進行了總結，最後對未來的發展方向進行了系統分析。

該綜述發表在《電源技術》2017,41(5): 813-816。???????

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