金屬空氣電池因其原材料豐富、能量密度高、輕便、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為21世紀最具開(kāi)發(fā)前景的綠色能源之一。然而，氧還原催化劑價(jià)格高昂，制約了金屬空氣電池在電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域廣泛應用。日前，南開(kāi)大學(xué)電子信息與光學(xué)工程學(xué)院王衛超教授、美國休斯敦大學(xué)姚彥教授聯(lián)合研究團隊，成功將錳基莫來(lái)石材料作為催化劑應用于鎂空氣電池，大幅降低了成本，可在中性電解液中穩定工作，其優(yōu)越的催化活性極大提高了鎂空氣電池的效率。這也是莫來(lái)石材料首次在氧還原反應中得到應用。
金屬空氣電池是以金屬為燃料，與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生電能的一種特殊燃料電池。它以空氣中的氧作為正極活性物質(zhì)，金屬鋅(或鋁、鎂)作為負極活性物質(zhì)，空氣中的氧氣可源源不斷地通過(guò)氣體擴散電極到達電化學(xué)反應界面與金屬反應而放出電能。
“莫來(lái)石是一類(lèi)陶瓷材料。之前幾乎沒(méi)有人想過(guò)用它來(lái)做金屬空氣電池的催化劑。”王衛超說(shuō)，這一想法源于他4年前所做的一項處理柴油機尾氣中氮氧化物的研究。他在實(shí)驗中發(fā)現，在將一氧化氮轉化為二氧化氮的過(guò)程中，錳基莫來(lái)石材料表現出優(yōu)良的催化效果。該成果2012年發(fā)表于《科學(xué)》雜志。“第一，是成本大幅降低。第二，是它更加穩定，可以更多次重復反應，這就意味著(zhù)電池壽命的延長(cháng)。第三，這是莫來(lái)石材料首次在金屬空氣電池中的應用，為莫來(lái)石材料在電化學(xué)中的新應用開(kāi)辟了新路。”姚彥教授說(shuō)。
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