但是，这并不是一件容易的事，学界和工业界反对的声音非常多。为什么反对？最直接的原因，就是烧同样重量的煤炭，产生的热量比烧石油和天然气要高。煤炭就是天生的燃料，没有什么比它更合适的了。更主要的原因，是因为真的很难。就跟石油对比来看吧。石油的主要成分是碳氢化合物，也就是碳元素和氢元素结合在一起的很多物质。就算你不直接燃烧它，也可以用它来生产塑料中要用的乙烯、丙烯。要知道，乙烯、丙烯甚至可以用来衡量一个国家的工业发展水平。那煤炭呢？主要成分就是碳，化学元素非常单一。所以，用煤炭作为新材料的生产原料，是一个先天不足的产业。

新思路

我们该看看这两个“失败者”是怎么走到一起的了。团队的工作就是利用了煤炭中有特殊结构的无定形碳作为原料，设计出钾离子电池所用的电极材料。

作为钾离子电池的负极材料，需要有一种结构，能够把钾离子稳固地装在里面。等到放电的时候，这些钾离子就会在电池的内部，从负极向正极方向移动，整个电路就因此有了电流。这一“灵感”，其实是从2019年诺贝尔化学奖来的。当时，这一奖项是颁发给了锂离子电池的研究成果。在三位获奖人中，日本科学家吉野彰的主要贡献，就是他第一个把石墨用在了电池的负极上。直到现在，石墨都是锂离子电池最主要的负极材料。石墨是碳元素的一种形式，它的基本结构，就是由六个碳原子形成正六边形，而且这种结构会无限延伸。非常巧的是，这个正六边形结构，刚好可以装得下锂离子。这样一来，锂离子电池的负极上，就可以容纳下很多锂离子。你可以把锂离子电池的负极材料比作是一个巨大的“仓库”，每一个石墨的基本结构都是一个“货架”，刚好可以容纳得下锂离子。但是，钾离子要比锂离子大得多，同样的“货架”，钾离子根本装不进去。这个“仓库”，钾离子电池用不了。

在无定形碳中，其实也存在着正六边形的小单元，但是，这些小单元并不会无限延伸，而是很快就中断了。这样一来，无定形碳的结构上就会出现更大一些的缺口，说不定就能够容纳得下钾离子。但是，天然存在的这种无定形碳，里面的这些微孔结构，或大或小，并不是很均匀。研究人员的思路很有意思，找了一种能够充当模板的物质，让它和无定形碳先紧密地结合，等到把这种模板用水洗掉后，无定形碳内部的微孔就能保持差不多的体积。你可能想不到，研究人员在经过了多次尝试后确定的模版材料是什么。就是我们平常吃的食盐。这种设计方案在实验结果上得到了很好的反馈。

如果做成电池，能量密度很低。现在有了这种电池的负极材料，如果它能容纳的钾离子越多，就意味着电池的电量会越大。研究人员在用这种材料进行测试时发现，这样做出来的电池，它的电量超过了200 mAh/g，用锂电池常用的单位换算，相当于500 Wh/kg。你可能感受不出来这个数据意味着什么，这么说吧，这甚至已经超过了目前在电动汽车上商用的所有锂离子电池。一个是能量密度低的“失败者”钾离子，一个是只能被用作燃料、没法被当成材料的“失败者”煤炭，被研究人员组合在一起，用全新的结构，在新的场景下，实现了“负负得正”的效果。以煤炭为原料制成的钾离子电池材料在成本上，很有优势。无论是钾，还是煤炭、食盐，都是非常普通的物质，即使在一开始工业化的时候，性能不会太好，但是因为成本优势，用在一些低端领域还是很有可能的。