碳質材料被認為是鈉離子電池（SIBs）負極材料的有力候選者，有望在碳中和時代發揮不可或缺的作用。

天津工業大學姜勇、張志佳、溫州大學侴術雷等通過一步原位催化化學氣相沉積(CVD)方法合成了具有致密空位和交織結構的編織多孔碳纖維（BPCFs）負極。

圖1 BPCF的制備及表征

作者首先通過在HCl溶液中化學腐蝕Cu₃₀Mn₇₀(at%)合金獲得了具有40 nm均勻韌帶的3D納米多孔銅(3D NPC )。作為催化劑，合成的納米多孔多晶銅暴露出高密度催化活性(111)晶面，它會優先吸附碳原子，形成“纖維種子”， 碳“纖維種子”具有縱向和交織的結構，隨著生長時間的增加，這些結構成為BPCFs的框架，同時，碳“纖維種子”纏繞過程中會形成高密度空位。

生長60分鐘后，沉積的碳產率達到140%。此外，計算結果證實，所考慮的空位及其附近邊緣可以有效地提高Na⁺吸附能力。

圖2 儲鈉性能

結果，在0.1 A g^-1的電流密度下，BPCFs負極在500次循環后表現出401 mAh g^-1的高比容量。同時，BPCFs用作SIBs負極時表現出顯著的循環穩定性，在10 A g^-1的高電流密度和5 mg cm^-2的高質量負載下，循環1000次后容量仍保持在201 mAh g^-1。基于對CNF生長機制的深入了解，這種調節鈉儲存的新策略為設計高性能碳質鈉儲存材料提供了一條途徑。

圖3 理論計算

Architecting Braided Porous Carbon Fibers Based on High-Density Catalytic Crystal Planes to Achieve Highly Reversible Sodium-Ion Storage. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202104780