據外媒報道，布里斯托爾複合材料研究所（Bristol Composites Institute）的科學家利用可持續性纖維素，製造高效能鈉和鉀離子電池。研究人員開發了一種創新可控單向冰模板策略，以定製新一代後鋰離子電池的電化學效能，使其具有可持續性和規模化應用。
目前，對可持續、低成本儲能的需求迅速增長。這要部分歸因於電動交通運輸系統的發展，主要是用電動汽車取代汽油和柴油發動機。目前，這些技術很大程度上依賴於鋰離子電池。此類電池中包含兩個電極和一個隔板，並透過其間的電解液來攜帶電荷。在此類電池中使用鋰存在幾個問題，如金屬積聚可能導致短路和過熱。
作為鋰電池的替代品，鈉電池和鉀電池在速率效能和迴圈次數方面表現欠佳。這是由於鈉離子和鉀離子的尺寸較大，其透過電池中多孔碳電極的能力有限。另一問題是，這些電池在使用壽命結束時不易處理，因其使用的是不可持續材料。此外，鋰開採具有很大的破壞性，而且材料成本較高。
作為布里斯托爾大學的專業研究機構之一，布里斯托爾複合材料研究所與帝國理工學院（Imperial College）合作，開發了基於冰模板系統的新型碳電極材料。在這些氣凝膠材料中，纖維素奈米晶體(一種奈米大小的纖維素)透過冰晶生長和昇華形成多孔結構，從而在結構中留下了巨大的通道，可以攜帶大量的鈉離子和鉀離子。
這些新型鈉離子和鉀離子電池的效能，已被證明優於其他眾多類似系統。而且，使用了一種可持續性來源性料——纖維素。研究人員Steve Eichhorn表示：“這些新電池的效能令人震驚。該技術在進一步開發和生產更大規模的裝置方面具有巨大潛力。”
研究人員Jing Wang表示：“我們提出了一種新型可控冰模板策略，以製造由低成本纖維素奈米晶體/聚乙烯氧化物衍生的碳氣凝膠，其電極材料具有分層定製和垂直對齊的通道，可用於調節鈉離子和鉀離子電池的速率效能和迴圈穩定性。由於前體具有可再生能力，以及環保型合成過程的成本相對較低，而且具有可擴充套件性，不久的將來，這項工作或將提供有吸引力的途徑，促進可持續電動汽車的大規模應用，以及儲能電網的規模化發展。”
研究人員希望與行業合作，在工業規模上發展這一策略，並探討該技術是否能用於其他儲能系統，如鋅離子電池、鈣離子電池、鋁離子電池和鎂離子電池，以證明其在下一代能源儲存系統中的潛力。
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