元素百科为您介绍高性能中空界面微结构新型铝负极材料问世。近日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队成功研发出一种具有中空界面结构的金属铝箔负极材料，并应用于高效、低成本双离子电池。 新型结构解决传统电池材料问题唐永炳介绍道，这种新型结构有效解决了廉价金属负极材料在充放电过程中的体积膨胀、循环性能差的问题。相关研究成果泡沫纸状界面设计形成的超稳定固态电解质层及其在高效双离子电池中的应用已在线发表于材料科学顶级期刊AdvancedMaterials上。随着便携式电子设备和电动汽车市场规模的快速发展，人们对于高能量密度、低成本二次电池的需求日益迫切。目前，商用锂离子电池多采用石墨类负极材料，其理论比容量仅为372mAhg-1，且压实密度较低，限制了锂离子电池能量密度的进一步提升。双离子二次电池的研发据悉，通过与锂离子的合金化/去合金化反应，廉价金属负极通常具有更大的比容量，有望获得更高的能量密度。“其中铝的理论比容量高达2234 mAhg-1（Li9Al4），且储量丰富，价格低廉。”唐永炳说，“然而，铝负极在电池反应过程中会产生一定的体积膨胀，从而影响电池的循环稳定性。”基于上述考虑，唐永炳及其团队成员秦盼盼、王蒙、李娜等人成功研发出一种具有中空界面微结构的金属铝箔材料，同时对其进行活性材料与集流体的一体化设计，并将其成功应用于新型高效、低成本双离子二次电池。唐永炳说：“我们采用结构设计、改造后的铝箔同时作为负极活性材料和集流体，膨胀石墨为正极，并采用常规电解液。相对于传统锂离子电池，该新型二次储能电池具有更高的工作电压（平均放电电压为~4.2V），同时显著提升了活性材料占比和能量密度，并大幅降低了制造成本，且环境友好。”此外，中空微结构的界面设计使锂—铝合金的发生区域，成功限制在中空界面中，从而有效缓解铝负极在合金化过程中产生的体积膨胀，获得了高度稳定的SEI膜。研究结果表明，该新型电池在半小时充放电速率下（2C）循环1500圈，容量保持率高达99%；另外，即使在功率密度高达2113Wkg-1时，该电池的能量密度仍有169Whkg-1（10C，充放电时间为6分钟），远高于大多数商用的锂离子电池。唐永炳指出：“我们的研究成果对廉价金属负极材料的开发具有指导意义，有望促进基于廉价金属负极的高能量、低成本二次电池的发展。”

化学词典告诉你碳酸钾的生产工艺及价格行情。碳酸钾为白色结晶粉末，相对分子量138.21。溶于水，水溶液呈碱性，不溶于乙醇、丙酮和乙醚。碳酸钾可用于玻璃、印染、肥皂、搪瓷、制备钾盐、合成氨脱羰，也用于彩色电视机工业,主要用于食品中作膨松剂。 碳酸钾的生产工艺碳酸钾的生产方法：碳酸钾生产有草木灰法、吕布兰法、电解法、离子交换法等。常用的是电解法和离子交换法。1、草木灰法草木灰法是最古老的方法，即从各种植物壳(如棉籽壳、茶子壳、桐子壳、葵花子壳)烧成的草木灰中提取。草木灰中含有碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等可溶性盐，用沉淀、过滤的方法可加以分离。此法由于产品质量低、不经济，且受原料来源限制而很少采用。吕布兰法是将硫酸钾与煤粉、石灰混合，还原焙烧，得黑灰(含碳酸钾、硫化钙等烧成物)，经浸取、过滤、蒸发、碳化，得碳酸氢钾，再经过滤、煅烧得产品。此法由于工艺流程长等原因已被其他方法所取代。2、电解法将氯化钾电解后得到的氢氧化钾溶液，在碳化塔中以二氧化碳碳化。经多效蒸发器蒸发、过滤得碳酸氢钾，再经煅烧制得产品。此法因原料易得、钾利用率高、无三废产生而得到广泛应用，但耗电较多。3、离子交换法用阳离子交换树脂与氯化钾交换。再用碳酸氢铵洗脱成碳酸氢钾稀溶液，经多效蒸发、碳化、结晶、分离、煅烧得产品。此法产品质量好，工艺流程短、适用于小规模生产。碳酸钾的价格国内碳酸钾企业多复工生产，日产逐渐增加，走货一般，报价盘整，工业级主流报价区间5600-5800元/吨(轻质)。目前碳酸钾市场运行尚可，企业装置开工率提升，受原料氯化钾影响，成本支撑坚挺，但下游采购市场氛围一般，企业多维持年前报价，调整幅度不大。根据碳酸钾分析师预计短期内碳酸钾市场盘整运行为主，市场完全恢复尚需时日，长期市场尚需观望。

元素百科为您介绍全新探针助力外科手术，简化神经电路研究。20日出版的《自然·神经科学》杂志刊登了光遗传学研究领域一项重大进展：美国麻省理工学院（MIT）科学家开发出一种全新探针，将之前需要三步处理和多个外科手术才能完成的过程简化成一步操作，性能还得到了大大提升。 光遗传学控制神经细胞作为生物技术的最热门工具之一，光遗传学技术帮助科学家们用光控制神经细胞，十几年来已经渗透到神经学的每个角落，不仅可研究大脑神经回路的基本功能，还通过动物模型探索疾病的发病机理。但其共需基因递送、光植入和记录电极三个步骤，分别为：向大脑注射携带光敏基因的病毒载体、植入硅基光纤或发光二极管等向神经细胞传送光并操控钠离子和氯离子以激活或抑制神经反应、植入能记录大脑电活性的电极装置以确定被激活的神经细胞，这些步骤不仅每步都需外科程序，而且三次手术必须非常精确地在同一个位置操作，严重限制了技术的发展。控制神经细胞实验原理而新研究中，MIT科学家珀妮娜·安妮科娃带领其课题组将三个步骤集成到一个装置内，整个过程只需一次外科手术。这次专门设计的新电极装置选用了超薄聚合物材料，既能记录又能传递神经信号，且其高导电性能使得装置尺寸变得超小，为探针省出空间以放置传送光的波导和递送转基因病毒的微流体通道等部件。安妮科娃团队通过一系列老鼠实验对新探针进行了检测，其中一个研究，他们向老鼠大脑前额皮质区（已知刺激此处神经元会让老鼠跑得更快）递送了一种光敏基因，结果植入新探针的老鼠比对照组明显跑得更快。新探针还有一个显著优势，其内超薄纤维具有热拉伸工艺，使其能拉伸到数百米长，从而可切割成数百个实验用探针，实现规模化生产。