中国研究人员发现了合成空心碳纳米球的新方法，并用碳纳米球制造了一种钾离子电池，这种电池是更便宜的锂离子电池替代品。
 
中国科学院的专家曹安民解释说：空心碳纳米球在能量储存、催化和生物医学方面有很好的前景。传统制备空心碳结构的方法需要硬模板、氢氧化钠或氢氟酸等有害化学物质，而这种新方法是一个高效的独立过程。曹安民的团队发现可以用聚合树脂来控制纳米球的生长，在1200°C烤箱中碳化后转化为最终的空心碳产品。
 

 
空心碳纳米结构的不同演化路径的示意图来源：美国化学杂志

 
中国团队用不同的合成方法制备了同时具有介孔和普通表面性质的纳米球。研究人员可以通过透射电子显微镜观察中空碳纳米球的内部结构。曹教授解释说：电子束穿透粒子，呈现出的阴影和空白分别对应着粒子实体和孔洞。
 
曹教授和他的团队将这些纳米球作为钾离子电池中的高容量阳极。根据曹教授的说法，空心结构的样品应该能减轻由于大量钾离子堆积而对电极造成的问题。曹教授解释说：由于钾资源丰富，所以钾离子电池将会是电池发展很好的选择，同时，在理论上钾离子电池能够提供更高的电压输出端。
 
一名牛津的钻石光源公司电池研究员Karin Kleiner指出：钾离子基的电池可能不会很快进入消费市场。尽管如此，但她也提到：曹教授以纳米球作为新型阴极材料会增加电池系统的能量密度，从而比传统的锂离子电池有更大的优势，为研究提供了巨大的潜力。Kleiner也解释了非晶碳是如何进入每一个电极并增加其动力学趋势。如果能证明纳米球具有优势，那将会有巨大的市场开发潜力。
 
中国研究小组发现三层结构的纳米球更加稳定，而且极大地增加了电池容量。但是曹教授也说：虽然我们的电池具有好的稳定性和较大的容量，但是我们的样品也出现了库伦效率低这样的大问题。他们目前正在研究这个问题，并希望能早点突破。
 
原文来自chemistryworld，原文题目：Carbon nanospheres power up potassium batteries，由材料科技在线团队翻译整理。