近日，萨里大学的科学家取得一项可能重塑清洁能源技术的突破，他们开发出一种锂 - 二氧化碳电池。这种电池不仅能高效储存能量，还可在储存过程中捕获二氧化碳，将污染转化为电能，为环保与能源存储领域带来新希望。

这些环保电池向实际应用迈出了重要一步。科学家表示，若实现商业化，此类电池不仅有助于减少车辆和工业排放，还可在火星上发挥作用，毕竟火星大气中二氧化碳含量高达95%。

从现实世界的排放角度来看，其影响不容小觑。萨里未来研究员丹尼尔·科曼德尔博士在新闻稿中称：“根据我们的粗略计算，1公斤催化剂可以吸收约18.5公斤二氧化碳，这大致相当于汽车行驶100英里所产生的排放量，意味着这块电池可以真正抵消一天的通勤排放量。”

不过，目前锂 - 二氧化碳电池仍存在一些缺陷，如容易快速磨损、充电性能差，且依赖钌和铂等昂贵的稀有金属。但科学家们找到了解决办法——一种名为磷钼酸铯(CPM)的低成本催化剂，它价格低廉且易于在室温下制造。

在计算机建模和实验室测试的支持下，CPM助力电池存储了相当于锂离子电池2.5倍的电量，能以更少的功率充电，并可靠地运行超过100次循环。

该大学化学过程工程讲师Siddharth Gadkari博士表示：“人们对储能解决方案的需求日益增长，这些解决方案不仅要支持可再生能源发展，还要应对气候变化威胁。我们在锂 - 二氧化碳电池方面的研究，有可能将这一愿景变为现实。”

为探究CPM如此有效的原因，萨里大学化学与化学工程学院和先进技术研究所的研究人员采用了双管齐下的方法。首先，他们在多次充放电循环后拆开电池，检查内部化学变化。这些事后测试表明，碳酸锂(吸收二氧化碳时形成的化合物)可以持续积累和分解，这是电池长期性能的关键特性。接着，研究小组使用基于密度泛函理论(DFT)的计算机模型来模拟反应在材料表面的进行方式。结果显示，CPM稳定的多孔结构为驱动电池性能的化学过程提供了理想平台。

科曼德尔称：“这项发现令人兴奋，它兼具强大性能和简便性。我们证明，使用经济实惠、可扩展的材料——无需稀有金属——就能制造出高效的锂 - 二氧化碳电池。我们的发现也为未来设计更先进的催化剂打开了大门。”

这一发现为设计更高效、更低成本的电池材料铺平了道路。随着对这些催化剂与电极和电解质相互作用方式的深入研究，锂 - 二氧化碳电池有望发展成为一种实用且可扩展的清洁能源存储解决方案，同时还能有效去除大气中的碳。

目前，该团队正致力于开发一种替代铯的催化剂，以使该技术更具成本效益，因为磷钼酸盐起着关键作用，这有望让该系统更接近大规模、经济实惠的部署。研究人员还计划实时研究电池的充电和放电过程，以更深入了解其内部机制，目标是进一步提高性能和耐用性，重点评估电池在不同二氧化碳压力下的表现。

科曼德尔表示：“如果电池在0.006巴(火星大气压力)下工作，它们可以为从探测车到殖民地的任何设备供电。在0.0004巴(地球环境气压)下，它们可以捕获大气中的二氧化碳，并在任何地方储存电能。在所有情况下，关键问题在于它如何影响电池的充电容量。”