鋰電世界 美國(guó)斯坦福大學(xué)的科學(xué)家日前研發(fā)出一種高能鋅空氣電池，其催化活性和耐用度都比同類使用鉑或銥等貴金屬制成的電池要高很多。該技術(shù)將促進(jìn)除鋰電池外的低成本電池大規(guī)模開發(fā)。
在此之前，科學(xué)家的研究重心一直集中在鋰電池的開發(fā)上，但鋰電池產(chǎn)品存在能量密度有限、高成本及安全隱患等問題。相比較而言，在與空氣充分接觸的情況下，金屬—空氣電池在理論上要比傳統(tǒng)的液體電池及鋰電池具有更大的能量密度。此外，在所有金屬—空氣電池中，鋅空氣電池在技術(shù)和成本上是最具推廣和普及性的。
鋅空氣電池將大氣中的氧與金屬鋅溶合在液態(tài)堿性電解質(zhì)中，從而產(chǎn)生電能和副產(chǎn)品—氧化鋅。在充電過程中，這一化學(xué)反應(yīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)，重新生成氧氣和金屬鋅。從而保持反應(yīng)循環(huán)不斷。
斯坦福大學(xué)化學(xué)系教授戴維博士表示，鋅空氣電池是一種極有潛力的產(chǎn)品，因?yàn)殇\金屬儲(chǔ)量豐富，且水電解質(zhì)不易燃，使得這種電池具有成本低，并有較高安全性的優(yōu)點(diǎn)。初級(jí)的非充電鋅空氣電池已經(jīng)應(yīng)用在醫(yī)療和通訊領(lǐng)域。
然而，這種電池的研發(fā)也面臨極大的挑戰(zhàn)：電池在反復(fù)充電過程中缺乏足夠的空氣作為催化劑；鋅電極的循環(huán)使用壽命目前也有限制。
針對(duì)這些問題，科學(xué)家正在為鋅空氣電池研發(fā)使用非貴金屬氧化物或納米晶體雜化碳納米管制成的電催化劑。這種催化劑在堿性電解質(zhì)中具有比貴金屬催化劑更高的催化性和持久性。
其中，鈷氧化物混合空氣催化劑和氫氧化鐵混合空氣催化劑可以為鋅空氣電池充電提供更高性能的催化作用，該技術(shù)使鋅空氣電池具有相當(dāng)于鋰電池雙倍的能量密度。同時(shí)，在充放電過程中還表現(xiàn)出優(yōu)秀的可逆性和穩(wěn)定性。