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金属空气电池研发获突破

来源:     发布日期:2016-08-16
金属空气电池因其原材料丰富、能量密度高、轻便、安全环保等优点,被称为21世纪最具开发前景的绿色能源之一。但在现实中,寻找高性价比的氧还原催化剂成为开发金属空气电池的关键难题,也是制约金属空气电池在电动汽车等领域广泛应用的瓶颈。   日前,南开大学电子信息与光学工程学院教授王卫超、美国休斯敦大学教授姚彦联合研究团队,成功将锰基莫来石材料作为催化剂应用于镁空气电池,大幅降低了成本,其优越的催化活性极大提高了镁空气电池的效率。据了解,这也是莫来石材料首次在氧还原反应中得到应用。   在金属空气电池中,氧还原(ORR)催化剂直接决定着电转化效率、电池成本和寿命。传统的ORR催化剂主要是贵金属和金属螯合物,但因储量有限、成本过高、制备复杂,限制着这两类催化剂的应用。寻找一种既价格低廉,又对氧还原有很好的催化活性的催化剂,成为燃料电池研究的重要课题之一。   “莫来石是一类陶瓷材料,之前几乎没人想过用它来做金属空气电池的催化剂。”王卫超说,4年前,他在做一项处理柴油机尾气中氮氧化物的研究时发现,在将一氧化氮转化为二氧化氮的过程中,锰基莫来石材料表现出优良的催化效果,由此预测,涉及和氧相关的催化过程,莫来石材料或许都可以应用。基于这样的设想,王卫超找到了具有丰富空气电池研发设计经验的姚彦教授,组成联合研究团队,成功将锰基莫来石材料首次应用为镁空气电池的ORR催化剂。“这样一来,成本大幅降低,催化效果也更加稳定,还能够更多次重复反应,电池寿命随之延长。”姚彦说,“这是莫来石材料首次应用于金属空气电池中,为其在电化学中更广泛的应用开辟了新路”。

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