近日，鋅-空氣電池這一環(huán)保型能源裝置再次受到科研界的矚目。鋅-空氣電池不僅體積小巧、質(zhì)量輕盈，而且適用溫度范圍廣，工作安全可靠，無腐蝕性，被視為潛力巨大的能源解決方案。然而，其正極材料高度依賴貴金屬鉑，高昂的成本限制了其廣泛應(yīng)用。
為了解決這一難題，來自安徽工業(yè)大學(xué)的曾杰教授與劉明凱教授攜手中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的李洪良副教授，共同研發(fā)出了一種針對(duì)鋅-空氣電池的新型高效催化劑。這一創(chuàng)新成果已于近日在國(guó)際權(quán)威期刊《自然?通訊》上發(fā)表。
研究團(tuán)隊(duì)提出了一種創(chuàng)新的界面錨定策略，通過這一策略，他們成功構(gòu)建了具有卓越性能的近鄰單原子鐵催化劑。這種催化劑在鋅-空氣電池中的表現(xiàn)甚至超越了傳統(tǒng)的貴金屬鉑催化劑。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究團(tuán)隊(duì)巧妙地結(jié)合了化學(xué)刻蝕和氮源錨定的方法，制備出了高純度的雙原子鐵催化劑。通過界面錨定策略，他們精確地控制了相鄰兩個(gè)鐵原子之間的距離，從而優(yōu)化了催化劑的性能。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將這一方法應(yīng)用于其他非貴金屬催化劑的制備中，成功合成了包括鐵、銅、鈷、鎳、鋅、錳等多種非貴金屬雙原子催化劑。他們特別將雙原子鐵催化劑應(yīng)用于鋅-空氣電池的正極，成功替代了傳統(tǒng)的鉑金屬催化劑。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種新型的雙原子鐵催化劑在催化活性、耐復(fù)雜環(huán)境能力和長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定性方面均表現(xiàn)出色。使用該催化劑組裝的鋅-空氣電池的最大功率密度高達(dá)190.6毫瓦每平方厘米，遠(yuǎn)優(yōu)于使用傳統(tǒng)鉑催化劑的電池（151.7毫瓦每平方厘米）。
安徽工業(yè)大學(xué)方面表示，這一研究成果為鋅-空氣電池低成本、高性能催化劑的開發(fā)提供了新的思路。隨著技術(shù)的不斷突破，鋅-空氣電池有望在能源領(lǐng)域發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用，為未來的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
