鋅-空氣電池有了新方向 安工大開(kāi)發(fā)新型高效催化劑
電池是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中廣泛使用的一種能量?jī)?chǔ)存裝置，它以化學(xué)反應(yīng)的方式將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，從而滿足設(shè)備的用電需求。從某種意義上來(lái)說(shuō)，如今我們的生活對(duì)于電池有較高的依賴(lài)性。與此同時(shí)，電池相關(guān)的技術(shù)也成為了科技發(fā)展的一個(gè)重要突破口。
也正因如此，電池技術(shù)發(fā)展到今天衍生出了非常多的類(lèi)型，并且各自具備不同的用途和優(yōu)勢(shì)。空氣電池便是其中之一?？諝怆姵貥?gòu)造上與干電池類(lèi)似，區(qū)別在于其氧化劑取自空氣。而目前，比較具有發(fā)展?jié)摿Φ目諝怆姵匕ㄤ\-空氣電池、鋰-空氣電池、鋁-空氣電池等。
就在近日，安徽工業(yè)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“安工大”)等單位的科研人員設(shè)計(jì)了一種通過(guò)界面錨定策略精準(zhǔn)調(diào)控單原子之間距離的通用方法，并基于此開(kāi)發(fā)了雙原子鐵催化劑，有望為鋅-空氣電池的發(fā)展提供新的方向。
鋅-空氣電池以金屬鋅為負(fù)極活性物質(zhì)，氧氣為正極活性物質(zhì)。負(fù)極采用鋅合金，而正極一般采用鉑作為催化劑材料。這恰恰也是導(dǎo)致其無(wú)法普及起來(lái)的一個(gè)關(guān)鍵原因。鉑屬于貴金屬，儲(chǔ)量有限、價(jià)格昂貴，直接導(dǎo)致了鋅-空氣電池造價(jià)無(wú)法控制。也正因如此，尋找合適的低價(jià)高性能正極催化劑材料成為了鋅-空氣電池發(fā)展的一個(gè)重要突破口。
安工大在新研究中，將化學(xué)刻蝕和氮源錨定的方法相結(jié)合，成功制備出高純度的雙原子鐵催化劑，并借助界面錨定策略實(shí)現(xiàn)了對(duì)相鄰兩個(gè)鐵原子之間距離的精準(zhǔn)調(diào)控?；诖?，研究人員進(jìn)一步將方法拓展到非貴金屬催化劑的制備中，實(shí)現(xiàn)了包括鐵、銅、鈷、鎳、鋅、錳等多種非貴金屬雙原子催化劑的制備。
而實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用雙原子鐵催化劑替代傳統(tǒng)的鉑金屬催化劑，鋅-空氣電池在最大功率密度方面，性能更加優(yōu)秀。同時(shí)雙原子鐵催化劑在這個(gè)過(guò)程中也展現(xiàn)出了優(yōu)異的耐復(fù)雜環(huán)境能力和長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定性。
目前該成果已經(jīng)發(fā)表于國(guó)際期刊《Nature Communications》上，感興趣的讀者可以查閱學(xué)習(xí)。
(本文參考資料來(lái)源：安徽工業(yè)大學(xué))
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