Credit:Korea Maritime & Ocean University尽管海水电池(SWBs)有许多潜在的应用，但可用材料的有限性能阻碍了它们的商业化。为了解决这个问题，韩国海事大学和海洋大学的科学家开发了一种新型的共掺杂碳材料，用于单壁碳纳米管的阳极。它们简单的合成路线和开发的高性能阳极材料将为广泛采用比锂离子电池更安全、更便宜的单壁碳纳米管铺平道路。锂离子电池因其卓越的性能而风靡全球。然而，锂的稀缺和高成本导致研究人员寻找用钠等更丰富的材料制造的替代类型的可充电电池。一种特别有前途的钠基电池是海水电池，它使用海水作为阴极。
尽管单壁碳纳米管对环境无害，自然防火，但以合理的成本开发高性能阳极材料仍然是阻碍商业化的主要瓶颈。传统的碳氮基材料是一种有吸引力且具有成本效益的选择，但它们必须与多种元素(如氮(N)和硫(S))共掺杂，才能将性能提升至标准水平。不幸的是，目前已知的共掺杂合成路线复杂、潜在危险，甚至不能产生可接受的掺杂水平。
在最近的一项研究中，由副教授康骏领导的韩国海洋大学的科学家团队找到了解决这个难题的方法。他们的论文于2022年12月22日在网上发布，并于2022年4月15日发表在《碳》杂志第189卷上，该论文描述了一种获得用于SWB阳极的氮硫共掺杂碳的新合成路线。
被称为“液体中的等离子体”，他们的程序包括制备含有碳、氮和硫的前体混合物，并将等离子体释放到溶液中。结果是一种具有高氮和硫掺杂水平的材料，其结构骨架为炭黑。通过各种实验证明，这种材料对SWBs表现出巨大的潜力，正如康博士所说:“我们制备的共掺杂阳极材料在SWBs中表现出显著的电化学性能，在10 A/g的电流密度下循环寿命超过1500次。”
潜在的海上应用有很多，因为它们可以在完全淹没在海水中的情况下安全运行。它们可以用来为沿海核电站提供应急电力，这在发生灾难性海啸时使用传统柴油发电机是很困难的。此外，它们可以安装在浮标上，以帮助导航和捕鱼。也许最重要的是，SWB确实可以拯救生命，正如康博士解释的那样:“SWB可以安装在客船上作为打捞设备的电源。它们不仅能提供比传统原电池更高的能量密度，还能在水中稳定运行，从而提高生存概率。”
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