鋰-二氧化碳電池特性引人注目，除了能量密度是鋰離子電池的 7 倍以上之外，只要有二氧化碳就可以發電，這使得許多科學家紛紛投入研究。最近美國伊利諾大學芝加哥分校（UIC）團隊則有所突破、率先研發出可充式鋰-二氧化碳電池原型，充放電次數還更高達 500 次。
若該研究研發有成，這或許會是世界上第一款碳中和電池。
鋰-二氧化碳電池研發不易，即使過去不斷有人投入研究，還是沒有製造出高效的鋰-二氧化碳電池。二氧化碳活性低，需要高電壓與昂貴金屬催化劑的幫助，先前美國麻省理工也有投入相關研究，2018 年他們首次在沒有金屬催化劑狀況下，把二氧化碳轉化為碳酸鋰（Li2CO3），只可惜該電池只能充放電 10 次而已。
通常鋰-二氧化碳電池在放電時會產生碳酸鋰和碳，充電時能重複利用碳酸鋰，問題在於，碳會堆積在催化劑上，最終讓電池故障。論文第一作者兼 UIC 工程學院研究生 Alireza Ahmadiparidar 表示，碳堆積不僅會降低電極催化劑的活性，也會阻止二氧化碳擴散（diffusion），使電池在充電狀態下發生電解質分解。
對此，UIC 團隊提出一項解決方案，將二硫化鉬奈米薄膜結合到陰極催化劑中，提高陰極再利用碳酸鋰與碳的性能，同時也用離子液體和二甲基亞碸製出新型混合電解質，這樣一來電池在充放電時就能生成多成分複合物，使碳自然地混入其中，不會在催化劑上成為擋路的障礙。
目前團隊已成功打造出電池原型，充放電次數高達 500 次、每循環電容量為每克 500 mAh，UIC 機械與工業工程副教授 Amin Salehi-Khojin 表示，團隊獨特的材料組合將有助於打造更高效、長壽的碳中性鋰-二氧化碳電池。
縱使該研究距離商業化還有一段距離，但團隊認為鋰-二氧化碳電池未來將能助電動車、電池儲能系統一臂之力，同時也能提供另一種轉化二氧化碳的方法，進一步降低大氣中的二氧化碳含量。目前研究已發表在《Advanced Materials》。
- First fully rechargeable carbon dioxide battery with carbon neutrality
- First fully rechargeable carbon dioxide battery lasts 500 cycles
（首圖來源：shutterstock）
