复合催化剂助锌空气电池性能创纪录

澳大利亚莫纳什大学研究人员开发出一种复合催化剂，使可充电锌空气电池实现了长达74天的稳定充放电循环，次数高达3552次，创下该类电池性能新纪录。该项成果发表于最新一期《化学工程杂志》。

研究示意图。图片来源：《化学工程杂志》

随着清洁能源需求日益增长，高效储能与能源转换技术迎来快速发展。金属空气电池因性能优越、储能潜力大，在电动汽车、便携电子设备及航空航天等领域展现出广阔前景。与传统锂离子电池相比，金属空气电池在放电和充电过程中分别通过氧还原反应和析氧反应进行能量转换，但这两类反应速率较慢，导致电池效率降低、循环寿命缩短。

目前常用的铂、铷等贵金属催化剂虽性能优异，却存在功能单一、资源稀缺、成本高昂等问题。而研究团队通过热处理技术，将三维氮掺杂碳材料转化为超薄碳片，并嵌入钴、铁原子，研制出一种新型复合催化剂。测试表明，该材料可显著提升氧还原与析氧反应速率，性能优于商用贵金属催化剂。

研究团队解释说，钴、铁原子与氮掺杂碳的结合，增强了电荷转移能力，优化了反应动力学，突破了锌空气电池的关键技术瓶颈。此前，锌空气电池多用于助听器等小型设备；如今，具备可充电、高功率特性的新一代电池有望更大规模应用于电网储能、交通运输等场景。

团队表示，该设计理念还可推广至燃料电池、水分解、二氧化碳转化等其他清洁能源技术中，展现出广泛的适用潜力。而且，连续稳定循环74天，标志着锌空气电池技术正从实验室走向实用化阶段，为未来清洁能源存储与利用提供了新的可能性。