科学家(jiā)开发出(chū)用于(yú)锌-空气电池的(de)高效催化剂
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本报合肥一月六日电 记者常河日前从安徽工业大(dà)学获悉,安徽工业大(dà)学教授曾杰、教授刘明凯和(hé)中(zhōng)国(guó)科学技术大(dà)学副教授李洪良合作,验证了一种通过(guò)界面锚定策略精准调控单原子(zǐ)之(zhī)间距离的(de)通用方法,通过(guò)该方法构筑的(de)近邻单原子(zǐ)铁催化剂在(zài)锌-空气电池中(zhōng)表现出(chū)超越贵金属铂的(de)性能(néng)。一月三日,该成果发表在(zài)国(guó)际期刊《自(zì)然·通讯》上(shàng)。
锌-空气电池也(yě)称为(wéi / wèi)锌-氧空气电池,是( shì)一种体积小、质量轻、适用温度范围宽、无腐蚀且工作安全可(kě)靠的(de)环保电池。然而(ér),锌-空气电池的(de)正极高度依赖贵金属铂的(de)使用。铂金属的(de)储量有(yǒu)限、价格昂贵,这(zhè)制约了锌-空气电池的(de)大(dà)规模推广。开发出(chū)能(néng)够替代贵金属铂且性能(néng)优越的(de)正极催化剂,是( shì)锌-空气电池领域的(de)关键科学问题。
曾杰领衔的(de)联合研发团队创造性地(dì)将化学刻蚀和(hé)氮源锚定的(de)方法相结合,制备出(chū)高纯度的(de)双原子(zǐ)铁催化剂,并借助界面锚定策略实现了对(duì)相邻两个(gè)铁原子(zǐ)之(zhī)间距离的(de)精准调控。研究人(rén)员还将该方法拓展应用到()一系列非贵金属催化剂中(zhōng),实现了包括铁、铜、钴、镍、锌、锰等多种非贵金属双原子(zǐ)催化剂的(de)制备。
研究人(rén)员将双原子(zǐ)铁催化剂应用在(zài)锌-空气电池的(de)正极,用以(yǐ)替代传统的(de)铂金属催化剂。结果表明,这(zhè)种双原子(zǐ)铁催化剂表现出(chū)优异的(de)催化活性、耐复杂环境能(néng)力和(hé)长时(shí)稳定性。用这(zhè)种双原子(zǐ)铁催化剂组装的(de)锌-空气电池,展示出(chū)高达一九0.六毫瓦每平方厘米的(de)最大(dà)功率密度,显著优于(yú)传统铂催化剂组装的(de)电池(一五一.七毫瓦每平方厘米)。
这(zhè)项工作为(wéi / wèi)开发锌-空气电池用的(de)低成本、高性能(néng)催化剂提供了新思路。随着技术的(de)不(bù)断进步,锌-空气电池有(yǒu)望在(zài)未来(lái)的(de)能(néng)源领域发挥更加重要(yào)的(de)作用。(光明日报)【编辑:付子(zǐ)豪】
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