樹葉也可以做成電池，你信嗎？我也不信，可是最近確實有文章報道了這一讓人難以置信的研究：美國馬里蘭大學與國家納米科學中心的研究人員合作，成功讓橡樹葉變身高效廉價的鈉離子電池，具有較好的市場轉化前景，相關成果發表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。
由于自然界鈉離子十分豐富，因此鈉離子電池被認為是一種較好的鋰離子電池替代品，尤其是在電網能源儲備方面具有較好的應用前景。傳統的鈉離子電池負極（anode）材料為標準的石墨材料，但由于其孔徑限制，在鈉離子儲存方面存在缺陷，而優化石墨材料不僅耗時，還可能造成污染，因此急需廉價而對環境友好的碳材料來優化鈉離子電池。生物質則是一種來源豐富、廉價可再生、對環境十分友好的富含硬碳物質的材料，可通過多種方式儲存鈉離子，在鈉離子電池負極材料方面展現出了較大的潛力。但是目前的生物質材料需要先與炭黑及高分子混合后才可作為鈉離子電池的負極材料使用，該過程需要對電池進行進一步加工，過程繁瑣，且提高了電池成本，同時由于其中的碳材料間的空隙導致固體-電解質界面的形成以及鈉離子的流動限制，從而降低了庫倫效率，一定程度上講，導致了電解質及電極材料的浪費。
為了解決上述問題，研究人員嘗試用自然界豐富的樹葉制備鈉離子電池負極材料。理論上講，樹葉由于具有以下結構和性質可成為性能優異的鈉離子電池負極材料：1）樹葉表面具有各向異性的性質，背面含有大量微米級氣孔，可允許大量電解質進入樹葉內部的碳纖維層，而面向太陽的正面為密堆積的非多孔結構，可作為良好的集電器，讓碳化的樹葉成為一個無需粘接劑和額外集電器的鈉離子電池負極材料；2）微米級的氣孔導致比表面積小，限制了固體-電解質界面的形成，從而提高了庫倫效率；3）樹葉碳化形成的碳膜厚度在50-200 μm之間，無需添加劑即可制成電極材料。
基于此，研究人員收集了校園里的橡樹葉，通過1000℃高溫在氬氣中碳化1 h，然后用3M鹽酸除掉無機雜質，得到了黑色碳化樹葉。從得到的碳化樹葉橫斷面的SEM檢測，可清晰地看到樹葉疏松多孔和密堆積的兩個面，疏松多孔的背面利于電解質的滲入，其內部為疏松多孔的碳纖維層，與凍干的石墨烯泡沫十分相似，可允許鈉離子在纖維層間運動。密堆積的正面有各種形狀顆粒組成，可作為一個天然的集電器使用。
通過XRD檢測，作者成功地觀察到了典型無定形碳的寬峰（002平面22.9°和101平面43.2°）；拉曼光譜結果可明顯觀察到D帶（1346 cm-1）和G帶（1598 cm-1）的峰；因此碳化樹葉的結構確實為無定型結構，疏松多孔，適合用作鈉離子電池的負極材料。而比表面積分析顯示碳化樹葉的比表面積為較低的161 m2/g，可限制固體-電解質界面的形成，從而提高庫倫效率。
隨后，研究人員在紐扣電池中驗證了碳化樹葉儲存鈉離子以及充放電的性能。當碳化樹葉直接作為負極材料時，第一次充電和放電的比容量分別是358.6 mAh/g和479.2 mAh/g，庫倫效率高達74 %，這一性能可穩定兩輪的充放電過程。在10 mA/g下充放電五次，其蓄電量仍然有360 mAh/g之高，20 mA/g和40 mA/g下，其比容量分別為320 mAh/g和270 mAh/g。同時，碳化樹葉的性能十分穩定，充放電200次后，其比容量仍然可以維持在初始的90%左右。因此，炭化樹葉作為鈉離子電池的負極材料，性能優異且十分穩定。
接下來，研究人員還嘗試將多片樹葉堆積在一起做成更多的碳化樹葉膜。通過簡單的堆積后碳化，發現這些樹葉可以緊密堆積在一起，SEM檢測顯示樹葉間無明顯縫隙。大小為1 cm×1 cm，厚度為60 μm的樹葉碳化膜的導電率為1259 s·m-1，而兩片葉子堆積在一起形成的厚度為120 μm的膜的導電率為710 s·m-1，其比容量約為210 mAh/g，電化學性能仍然十分優異。因此用作大面積鈉離子電池的負極材料。
因此，我沒有騙你，你也沒有聽錯：樹葉真的可以用作電池！！而且方法簡單粗暴，燒燒燒，高溫燒1h即可！！是不是有興趣呀，也許你也可以買個高溫爐自個兒回家燒電池去！！！