可充电锌空气电池_镁氧电池_锌空电池高效

可充电锌空气电池的新型催化剂材料

金属-空气电池比现有的一次或可充电电池提供了较高的比能量，锌-空气电池和锂空气电池的的理论比能量分别为1086Wh/kg和3458Wh/g，这远超过了锂离子电池的理论比能量。可充电锌空气电池它们超高的能量密度与用空气中的氧作为阴极材料有关。其中，锌空气电池因成本低、安全性高且对环境更为友好而具有较好的应用前景。目前，一次锌空气电池已应用在助听器、航行灯等设备上。然而，可充电锌空气电池的技术远没有一次锌空气电池成熟，它的循环寿命较短，这与缺乏高效的用于氧还原反应（ORR）和析氧（OER）反应的催化剂有关系。

来自新加坡A*STAR(Agency for Science,Technology and Research)材料研究与工程研究所（Institute of Materials Research and Engineering,IMRE）的Sumboja Afriyanti等研究人员通过在可渗透的碳纸上生长氧化锰催化剂实现了制备空气极的简易方法。他们的论文“ManganeseOxide Catalyst Grown on Carbon Paper as anAir Cathode for High-Performance Rechargeable Zinc–Air”发表在《CHEMPLUSCHEM》上。

这种新型空气阴极的锌-空气电池，相比粉状氧化锰催化剂层制备的常规空气阴极电池，具有增强的性能，并显示出较低的电阻，更好的充放电曲线，以及显著的循环稳定性。用该催化剂的锌空气电池的性能如下图：

直接生长的催化剂显示出几个有利于电池工作的结构特征。可充电锌空气电池首先，催化剂纳米颗粒与空气阴极直接接触，这提高了催化剂和外部电路之间的电子传输。第二，催化剂纳米粒子分布在整个碳纸区域，不受碳张上孔洞的阻碍。因此，催化剂易于接触，而且充放电曲线获得了提高。最后，由于纳米粒子在阴极上附着，催化剂颗粒不会分离，并且不会因为反复充电-放电循环而结块。

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