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南开大学金属空气电池研发获突破

2017-03-30 08:33:34 厦门天研仪器有限公司 阅读

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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。然而,氧还原催化剂价格高昂,制约了金属空气电池在电动汽车等领域广泛应用。日前,南开大学电子信息与光学工程学院王卫超教授、美国休斯敦大学姚彦教授联合研究团队,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,可在中性电解液中稳定工作,其优越的催化活性极大提高了镁空气电池的效率。这也是莫来石材料首次在氧还原反应中得到应用。

  金属空气电池是以金属为燃料,与空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能的一种特殊燃料电池。它以空气中的氧作为正极活性物质,金属锌(或铝、镁)作为负极活性物质,空气中的氧气可源源不断地通过气体扩散电极到达电化学反应界面与金属反应而放出电能。

  “莫来石是一类陶瓷材料。之前几乎没有人想过用它来做金属空气电池的催化剂。”王卫超说,这一想法源于他4年前所做的一项处理柴油机尾气中氮氧化物的研究。他在实验中发现,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。该成果2012年发表于《科学》杂志。“第一,是成本大幅降低。第二,是它更加稳定,可以更多次重复反应,这就意味着电池寿命的延长。第三,这是莫来石材料首次在金属空气电池中的应用,为莫来石材料在电化学中的新应用开辟了新路。”姚彦教授说。



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