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金屬空氣電池研發獲突破

發布日期:2018-06-15 作者: 點擊:

  金屬空氣電池因其原材料豐富、能量密度高、輕便、安全環保等優點,被稱為21世紀最具開發前景的綠色能源之一。但在現實中,尋找高性價比的氧還原催化劑成為開發金屬空氣電池的關鍵難題,也是製約金屬空氣電池在電動汽車等領域廣泛應用的瓶頸。

  

  日前,南開大學電子信息與光學工程學院教授王衛超、美國休斯敦大學教授姚彥聯合研究團隊,成功將錳基莫來石材料作為催化劑應用於鎂空氣電池,大幅降低了成本,其優越的催化活性極大提高了鎂空氣電池的效率。據了解,這也是莫來石材料首次在氧還原反應中得到應用。

  金屬鈣

  在金屬空氣電池中,氧還原(ORR)催化劑直接決定著電轉化效率、電池成本和壽命。傳統的ORR催化劑主要是貴金屬和金屬螯合物,但因儲量有限、成本過高、製備複雜,限製著這兩類催化劑的應用。尋找一種既價格低廉,又對氧還原有很好的催化活性的催化劑,成為燃料電池研究的重要課題之一。

  

  “莫來石是一類陶瓷材料,之前幾乎沒人想過用它來做金屬鈣空氣電池的催化劑。”王衛超說,4年前,他在做一項處理柴油機尾氣中氮氧化物的研究時發現,在將一氧化氮轉化為二氧化氮的過程中,錳基莫來石材料表現出優良的催化效果,由此預測,涉及和氧相關的催化過程,莫來石材料或許都可以應用。基於這樣的設想,王衛超找到了具有豐富空氣電池研發設計經驗的姚彥教授,組成聯合研究團隊,成功將錳基莫來石材料首次應用為鎂空氣電池的ORR催化劑。“這樣一來,成本大幅降低,催化效果也更加穩定,還能夠更多次重複反應,電池壽命隨之延長。”姚彥說,“這是莫來石材料首次應用於金屬空氣電池中,為其在電化學中更廣泛的應用開辟了新路”。


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