中國儲能網(wǎng)訊：澳大利亞莫納什大學研究人員開發(fā)出一種復合催化劑，使可充電鋅空氣電池實現(xiàn)了長達74天的穩(wěn)定充放電循環(huán)，次數(shù)高達3552次，創(chuàng)下該類電池性能新紀錄。該項成果發(fā)表于最新一期《化學工程雜志》。
研究示意圖。圖片來源：《化學工程雜志》
隨著清潔能源需求日益增長，高效儲能與能源轉(zhuǎn)換技術(shù)迎來快速發(fā)展。金屬空氣電池因性能優(yōu)越、儲能潛力大，在電動汽車、便攜電子設備及航空航天等領域展現(xiàn)出廣闊前景。與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，金屬空氣電池在放電和充電過程中分別通過氧還原反應和析氧反應進行能量轉(zhuǎn)換，但這兩類反應速率較慢，導致電池效率降低、循環(huán)壽命縮短。
目前常用的鉑、銣等貴金屬催化劑雖性能優(yōu)異，卻存在功能單一、資源稀缺、成本高昂等問題。而研究團隊通過熱處理技術(shù)，將三維氮摻雜碳材料轉(zhuǎn)化為超薄碳片，并嵌入鈷、鐵原子，研制出一種新型復合催化劑。測試表明，該材料可顯著提升氧還原與析氧反應速率，性能優(yōu)于商用貴金屬催化劑。
研究團隊解釋說，鈷、鐵原子與氮摻雜碳的結(jié)合，增強了電荷轉(zhuǎn)移能力，優(yōu)化了反應動力學，突破了鋅空氣電池的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。此前，鋅空氣電池多用于助聽器等小型設備；如今，具備可充電、高功率特性的新一代電池有望更大規(guī)模應用于電網(wǎng)儲能、交通運輸?shù)葓鼍啊?/span>
團隊表示，該設計理念還可推廣至燃料電池、水分解、二氧化碳轉(zhuǎn)化等其他清潔能源技術(shù)中，展現(xiàn)出廣泛的適用潛力。而且，連續(xù)穩(wěn)定循環(huán)74天，標志著鋅空氣電池技術(shù)正從實驗室走向?qū)嵱没A段，為未來清潔能源存儲與利用提供了新的可能性。
