钠离子电池有望取代锂离子电池，用于大规模的电能存储。与锂离子电池相比， ，它们有几个优势，尤其是由于钠的广泛含量。

 

然而，开发钠阴极是很困难的，通过这种材料电子可以进入电池。许多候选材料不稳定或不能承受高电压。

 

为了找到解决办法，来自成均馆大学、德克萨斯大学奥斯汀分校和布鲁克海文国家实验室的研究人员转向了自然。他们在AIP出版的《应用物理评论》杂志上描述了他们的灵感来自哺乳动物骨头的钠阴极。

 

“我们相信，自然为解决技术问题提供了一种非常有希望的解决方案，杏耀官方”论文作者之一的Ho Seok Park说。“因此，我们试图找到能够解决这些动力学和稳定性限制的理想架构。”

 

哺乳动物的骨骼结构由内部多孔的海绵状骨骼组成，它允许骨髓的储存和运输，周围环绕着坚硬致密的骨骼，在严重的压力下提供了机械和结构的完整性。

 

按照这种设计架构，该小组创造了一个Na3V2(PO4)3结构的多孔系统，也被称为NVP，被一层致密的还原氧化石墨烯(rGO)外壳包围。NVP是一种钠离子传输速度快但结构不稳定的钠正极材料。

 

这种类似骨头的装置有助于提高系统的结构完整性，减少电化学和机械应力造成的永久性损伤。同时，NVP与还原氧化石墨烯的结合为钠离子创造了更有利的环境，增强了体系的稳定性。根据不同的充电率，电池可以以超高的速度充电，并在10,000次充放电循环后保持90%以上的容量。

 

尽管有了这些有希望的技术进步，研究人员指出，目前的工作只是一个概念证明，证明钠阴极启发哺乳动物的骨头的可行性。还需要做更多的工作来实现系统的技术利用。

 

Park说:“大规模合成高质量的骨激发NVP，杏耀优化骨激发NVP的组成和结构，以及制造和测试具有大面积和高负荷的电极被认为是更实际的应用需要的。”