新年第一篇Science:复旦大学王飞等开发出可充电锌空气电池

2021
01/02

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生物世界
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撰文 | 王聪
编辑 | nagashi
排版 | 水成文

基于反应的电池已经使用了一个多世纪,但这些电池一直是原电池,因此不能进行充电,这些电池使用碱性电解液,需要将氧气的四电子还原为水,这个过程过于缓慢。


2021年1月1日,新年伊始,复旦大学材料科学系青年研究员王飞,作为共同通讯作者,在国际顶尖学术期刊 Science 杂志发表了题为:A rechargeable zinc-air battery based on zinc peroxide chemistry 的研究论文,该研究开发了一种可充电锌空气电池


研究团队发现,只要正确选择了非碱性电解质,电池就可以使用可逆性更好的双电子锌氧/过氧化锌化学反应。通过使电解质疏水,可以将水从阴极的近表面排除,从而防止四电子还原,更关键的是,这些电池还显示出更高的能量密度和更好的循环稳定性



可充电碱性锌空气电池具有较高的能量密度和安全性,但其四电子 (e-) /氧 (O2 化学反应缓慢,而且,由于碱性电解质和大气中二氧化碳 (CO2 反应,引起电化学不可逆性

为了解决这两大难题,研究团队开发了一种在非碱性电解质中进行的,通过2e-/O 2 过程进行的锌-氧/过氧化锌 (ZnO2) 化学反应电池,疏水性三氟甲磺酸根阴离子在空气阴极上形成的贫水且富含锌离子 (Zn2+) 的内部亥姆霍兹层使ZnO 2 化学成为可能。


这样构造的非碱性锌-空气电池不仅可以耐受环境空气中的稳定运行,而且还比碱性电池具有更好的可逆性,充电性能更好。

论文链接:
https://science.sciencemag.org/content/371/6524/46

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
化学反应,过氧化锌,电解质,碱性,电子,阴极

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