我校云南省晶态多孔有机功能材料重点实验室在《Energy Materials》发表论文
近日，我校化学与材料工程学院、云南省晶态多孔有机功能材料重点实验室杨泻铖讲师、夏书标教授团队联合昆明理工大学梁风教授，受邀在国际知名期刊《Energy Materials》（JCR Q1，新锐分区：材料科学大类一区，影响因子：11.9）上发表了题为“Exploring the Frontiers of Catholyte in Hybrid Na-CO2 Batteries”的综述论文。曲靖师范学院为论文第一完成单位和通讯单位，我校化学与材料工程学院青年教师杨泻铖为论文第一作者兼通讯作者，昆明理工大学梁风教授、我校夏书标教授为共同通讯作者。
全球CO₂浓度已突破425 ppm，由此引发的全球变暖、极端天气和海洋酸化等问题对人类可持续发展构成严峻挑战。传统碳捕集、利用与封存（CCUS）技术因能耗高、成本大而难以大规模推广。金属-CO2电池作为一种将能量存储与CO2资源化利用深度融合的创新体系，兼具双重优势——既能将CO2作为正极活性物质转化为高值化学品，又能实现1880 Wh kg-1的高理论能量密度，显著优于传统锂离子电池（约250 Wh kg-1）。在众多金属-CO2电池中，钠资源的地壳丰度（2.36 wt%）比锂高出约三个数量级，分布更为广泛，不存在地缘政治风险与供应链瓶颈，成本优势显著。然而，混合系Na-CO2电池的正极电解液作为连接固态电解质与催化层的“桥梁”，其设计原理与挑战尚缺乏系统梳理。
本综述系统概述了混合系Na-CO2电池的基本构型与工作原理，深入剖析了正极电解液对电池关键性能的影响机制。研究指出，正极电解液不仅承担离子传输功能，还通过调控催化剂/电解液界面的微反应环境，直接影响CO2的还原路径与放电产物的种类。更重要的是，优化离子传输有助于生成可溶或易分解的液相产物，从而显著提升电池的可逆性与实际放电容量。综述还全面总结了混合系Na-CO2电池正极电解液的最新研究进展，涵盖传统水系电解液、盐包水电解液、凝胶电解液、熔盐电解液和固态电解液等五大体系。文章深入分析了各类电解液的优劣势及优化策略：水系电解液虽具备高安全性和优异离子传导性能，但电化学稳定窗口较窄；盐包水电解液通过高浓度盐调控溶剂化结构，可显著拓宽稳定窗口并抑制析氢副反应；凝胶电解液兼具液体高离子电导率与固体无泄漏特性，能有效抑制放电产物在电极表面的致密堆积；熔盐电解液在高温下展现出卓越的离子传导能力和化学稳定性，可大幅降低充电过电位；固态电解液则从根本上消除了液体电解液易挥发和易燃的安全隐患。文章还对不同电解液体系的电化学性能进行了系统对比。
该研究工作得到了国家自然科学基金（22169016）和云南省晶态多孔有机功能材料重点实验室（202449CE340024）项目的经费资助。