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ARCI開發(fā)出新金屬空氣電池催化劑更具成本效益

時間:2021-07-09 09:03來源:蓋世汽車作者:劉麗婷

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（圖片來源：印度新聞資訊局）

電催化劑（能夠催化兩種不同類型的反應(yīng)）可以降低成本并提高金屬空氣電池的效率。隨著對不同能源需求的增加，世界各國都在努力開發(fā)不同種類的能源裝置，如鋰離子電池、鉛酸電池、氧化還原液流電池、鋰空氣電池、鋅空氣電池、鈉離子電池、燃料電池和超級電容器。

其中，鋅空氣電池因其低成本和高能量密度而備受關(guān)注。鋅空氣電池是便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車的緊湊型電源，以及用于管理可再生能源發(fā)電裝置間能量流動的能量存儲設(shè)備，發(fā)電裝置包括風(fēng)力渦輪機(jī)、光伏電池板、電網(wǎng)和終端用戶。然而，這種電池的難點(diǎn)在于催化劑的開發(fā)。雙功能催化劑在電池放電時會作用于氧還原反應(yīng)，而在充電循環(huán)期間，又會促進(jìn)析氧反應(yīng)。大多數(shù)可用的傳統(tǒng)催化劑成分中都含有貴金屬，因此電池成本高昂。

據(jù)外媒報道，粉末冶金與新材料國際高級研究中心（International Advanced Research Centre for Powder Metallurgy and New Materials，ARCI）和印度政府科學(xué)技術(shù)部（Department of Science and Technology，DST）自動駕駛研發(fā)中心聯(lián)合開出一種具有成本效益的電催化劑，通過sPEEK（磺化聚醚醚酮）聚合物的碳化，將過渡金屬離子錨定到摻硫碳框架中。這種催化劑合成方法還可用于回收使用過的離聚物（由中性重復(fù)單元和電離單元組成的聚合物）。

科學(xué)家們使用了一種離子交換策略，將金屬離子均勻地定位在碳骨架中，限制了顆粒尺寸，并在非常低的過渡金屬負(fù)載量下控制成分和尺寸。因此，與文獻(xiàn)中早先報道的許多催化劑相比，新催化劑憑借低負(fù)載量、高活性和高循環(huán)穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)了成本效益。

該催化劑還可以降低電壓極化，從而實(shí)現(xiàn)更高的能源效率和穩(wěn)定的充放電特性。獲得的結(jié)果與金屬負(fù)載量為20%或更高的常規(guī)使用的貴金屬基催化劑的結(jié)果相當(dāng)。該研究已發(fā)表于期刊ACS Applied Energy Materials。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：催化劑金屬空氣電池 ARCI

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