【写作竞赛】构筑更好的电池-有机钠离子电池电极材料新领域的探索

浩瀚几千年人类社会的发展使人们在享受文明成果的同时,却不得不面对环境污染和资源短缺的现状。因此，人类应该觉醒来保护地球，减少污染。而科学家更有义务和责任开发清洁和可持续的能源体系，来缓解和改善资源短缺的现状。

近年来，随着锂离子电池的蓬勃发展，科学家越来越担忧锂元素含量较少、分布不均匀等缺点。相反，钠元素含量丰富（地壳中金属元素含量居第四位），而且与锂具有极其相似的物理和化学性质，因此开展钠离子电池相关工作对维持能源的可持续性发展具有极其重要的意义。但是，由于钠具有比锂大的离子半径，因此对于许多无机电池材料来说无法提供足够的晶格间距，从而导致了钠离子具有较慢的扩散速度。然而，科学家们发现相对于无机材料，有机材料由于具有结构的韧性，而有利于具有较大半径的钠离子的迁移。

据国际知名期刊Advanced Materials近日报道，韩国UNIST研究所的Lee教授及其研究组合成了对苯二甲酸钠及其衍生物，并首次将其制备成电极材料应用于钠离子电池体系。

该研究工作证实了对苯二甲酸钠及其衍生物作为钠离子电池电极材料具有极其优异的电化学性质：电池容量达295 mAh g^-1，经历90个充放电循环后，容量展现出极其微弱的衰减，具有与商业锂离子电池电极材料相似的倍率性能，而且适合的氧化还原电位体现了此类电极材料在安全和能量密度等方面具有优越性。此外，研究结果显示具有不同取代基的对苯二甲酸钠具有不同的电化学性质。因此，可以通过有机化学反应来合成，和引入特殊官能团来修饰有机分子，从而实现对有机电极材料的热力学和动力学特征的调控。这一成果，为有机化学反应在合成有机电极材料方面的应用，为有机化学家开展有机电极材料的相关工作提供了新思路。