安徽科研团队开发新型催化剂 预示锌-空气电池的普及新时代
时间：2025-01-06 22:50
小编：小世评选
锌-空气电池，作为一种环保电池，因其体积小、质量轻以及适用范围广等优点，迅速引起了科研界和工业界的广泛关注。这种电池的高效能和安全性使其在可再生能源和便携式能源领域展现出巨大的潜力。锌-空气电池在发展过程中也遭遇了一系列挑战，其中最大的制约来自于其正极材料的需求，尤其是对贵金属铂的依赖。这不仅提高了生产成本，也限制了锌-空气电池的大规模应用。
近期，安徽工业大学的曾杰教授和刘明凯教授，与中国科学技术大学的李洪良副教授共同宣布，他们研发出一种全新的高效催化剂，有望显著推动锌-空气电池的商业化进程。这一重要成果于2024年1月3日正式在国际权威期刊《自然・通讯》上发表，标志着低成本、高效能催化剂的新时代来临。
新技术的突破与创新
锌-空气电池的一个主要技术瓶颈在于其催化剂的选择，传统上，铂催化剂虽然具有优秀的催化性能，但其昂贵的成本使得该电池的普及受到严峻挑战。为了克服这一困难，该团队提出了一种精确调控催化剂中单原子距离的界面锚定策略。
通过该技术，他们成功构造出一种双原子铁催化剂。这种催化剂在回馈的实验中表现出超越传统铂的催化效率。研究团队利用化学刻蚀与氮源锚定结合的方法，制造出了高纯度的双原子铁催化剂，并通过调控相邻两个铁原子之间的距离，从而实现催化活性的显著提升。
研究人员还展示了该方法在多个非贵金属催化剂中的应用，成功制备出包括铜、钴、镍、锌和锰等多种金属的双原子催化剂，这些催化剂均具有较好的性能，且生产成本远低于铂金属。
实验结果与未来前景
在对锌-空气电池的测试中，这种新型双原子铁催化剂在正极上的应用，导致电池的最大功率密度达到了190.6毫瓦每平方厘米，显示出显著优于传统铂催化剂组装的电池（仅为151.7毫瓦每平方厘米）的高效性能。更重要的是，这种双原子催化剂还展现出了良好的环境适应能力和长时间的稳定性，大大提升了锌-空气电池的实际应用潜力。
安徽工业大学的研究人员表示，这项研究将为锌-空气电池的普及提供新的思路，并期待未来更多相关技术的突破。随着这项技术的逐渐成熟和产业化，锌-空气电池有望在储能、电子设备及电动交通工具等领域彻底改变现有能源格局。
综合影响与展望
锌-空气电池的快速发展，将极大推动清洁能源的应用，尤其是在全球面临能源危机和环境保护压力的背景下，其重要性愈发凸显。新型催化剂的成功研发，不仅减少了对高成本贵金属的依赖，也大大降低了锌-空气电池的生产成本，增强了其市场竞争力。
未来，期待更多科研团队和企业加入到锌-空气电池的研发与应用当中，共同推动这一技术的创新与发展。随着市场需求的增长和技术的不断进步，锌-空气电池或将迎来更广泛的普及，为实现可持续发展与全球碳中和目标贡献力量。
安徽科研团队的这一重要进展，为锌-空气电池的未来带来了新的希望，也为我们提供了一个全新的视角，让我们对清洁能源的明天充满期待。
