能源设备的光明未来

据国外网站报道：密歇根理工大学材料科学与工程学院“的研究小组用一种全新的方式合成了一种嵌钠的碳纳米管。早先这个材料只是在理论上可以实现，最近这项发明被发表纳米通讯期刊上。

对于能源设备的理想电极材料，高导电性和比表面积大是必要的，但是二者在目前的材料中又是相互对立的。无定形碳具有大的比表面积，但导电性低。另一方面，石墨具有高导电性，但比表面积低。 三维石墨烯两种性质在以前的材料中都是最好的，由密歇根理工大学Hu教授发明的嵌钠碳比它性能更好。

Hu教授表示，钠嵌入碳的导电率比三维石墨烯大两个数量级。带有通道和孔隙的纳米管结构也具有与石墨烯相当的大比表面积。

嵌钠碳和金属简单地粘附在碳的表面并且容易被氧化的金属掺杂碳是不同的。嵌钠碳是将金属嵌入到实际的碳结构中来保护金属不被氧化。为了做出这样一个理想的材料，Hu教授和他的团队必须创造一个新的制备工艺。他们使用钠金属和一氧化碳之间的温度控制反应制备了能捕获钠原子的碳黑粉末。此外，在与密歇根大学和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员合作中，他们证明钠嵌入到碳内部而不是粘附在碳表面。然后，团队测试了这个材料在几种能量设备中的性能。

在染料敏化太阳能电池世界中，即使0.1%性能的提升也是非常可观的。在研究中，标准的铂基太阳能电池能达到7.89％的功率转换效率。相比之下，使用Hu教授制备的钠嵌入碳的太阳能电池达到了11.03％的效率。

通常被用于超级电容器的活性炭可以提供71 F/ g的比电容量，三维石墨烯可以提供112 F/g的比电容量，钠嵌入碳可以提供145 F/g的比电容量。此外，在5000次充电/放电循环后，该材料保持96.4％的容量，这表明了电极材料的循环稳定性。