中新社合肥1月4日电 记者吴兰4日透露,安徽工业大学曾杰教授、刘明凯教授与中国科学技术大学李洪良副教授联手,成功研制出一种高效催化剂,这种催化剂专门用于环保电池中的锌-空气电池,未来可能对能源领域产生重大影响。
这一研究成果于1月3日刊登在《自然·通讯》这一国际知名学术期刊上,安徽工业大学是该项目的首要承担者。
曾杰教授(中)与团队成员在科研中。(受访者供图)
锌空气电池又名锌氧空气电池,这种电池体积紧凑,重量较轻,可在宽广的温度区间内使用,不会产生腐蚀,运行安全且可靠废铝镍催化剂,属于环保型能源装置。不过,锌空气电池的正极部分对稀有金属铂的需求量极大。稀有金属铂的蕴藏量不多,获取成本很高,因此限制了锌空气电池的广泛普及。

因此,研制出可替代贵金属铂且性能更佳的正极催化材料,是锌空气电池研究方向上的核心科学课题。
曾杰带领的团队创新性地融合化学蚀刻与氮源固定技术废铝镍催化剂,成功研发出纯度极高的双原子铁催化剂,并且能够精确控制相邻铁原子间的间隔。该研究方法还进一步推广至多种非贵金属材料,包括铁、铜、钴、镍、锌、锰等,由此制备出一系列非贵金属双原子催化剂。
科研工作者在锌-空气电池的正极部位使用了双原子铁催化剂,以此取代了惯用的铂金催化剂。这种催化剂的功能表现十分出色,不仅催化效率高,而且适应性强,并且能够持久稳定运行。采用该催化剂构建的锌-空气电池,其最大输出功率密度达到了190.6毫瓦每平方厘米,远远超过了使用传统铂催化剂制造的电池(后者为151.7毫瓦每平方厘米)。
这项任务为研制适用于锌空气电池的、价格低廉且效率卓越的催化物质开辟了新途径,其成果圆满完成。
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