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微信捕鱼:成功地实现了新的反应机理基于可逆锌氧化物的形成

时间:2021/1/4 16:19:26   作者:   来源:   阅读:7   评论:0
内容摘要:近日,复旦大学材料科学系青年研究员王飞的团队通过国际合作开发了可充电锌空气电池。1日,相关研究成果发表在《科学》主要期刊上。这项突破性的工作对开发更低成本、更安全的未来储能系统具有重要意义。锌空气电池具有理论能量密度高、安全性高、成本低等优点,是一种很有前途的储能技术。目前锌-空气电池主要采用高浓度的碱性溶液作为电解液...

近日,复旦大学材料科学系青年研究员王飞的团队通过国际合作开发了可充电锌空气电池。1日,相关研究成果发表在《科学》主要期刊上。这项突破性的工作对开发更低成本、更安全的未来储能系统具有重要意义。

锌空气电池具有理论能量密度高、安全性高、成本低等优点,是一种很有前途的储能技术。目前锌-空气电池主要采用高浓度的碱性溶液作为电解液,存在一系列问题:金属锌阳极在碱性电解液中化学稳定性差,电化学可逆性差,导致电池循环寿命短,锌的有效利用。低,实际容量远低于理论容量;需要一个复杂而昂贵的催化剂体系;电池不能在空中长时间工作。

为此,王菲的团队合作与研究团队在美国和德国设计电解液的组成和调整电极表面双电层,第一次探索,成功地实现了新的反应机理基于可逆锌氧化物的形成。并利用这一反应机理构建了一种新型的非碱性锌空气电池。以三氟甲烷磺酸锌为代表的疏水阴离子锌盐为电解质,在空气阴极表面构建富锌离子的特征电双层结构,实现锌离子与氧的2电子反应。转移反应,有效抑制涉及水分子的4电子反应。这种全新的2电子转移反应有望实现更快的动力学,为进一步加速发展空气阴极反应的特征催化剂提供了新的研究平台。

与传统的碱性锌-空气电池相比,这种非碱性锌-空气电池具有明显的优势:锌阳极的利用率高,大大增加了电池的能量密度,降低了电池单位能量密度成本;电池充放电反应可逆,性能优异,循环寿命长;电池可以在空气中稳定运行,简化了电池结构,降低了电池组件的耐腐蚀要求。



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