新型催化劑推動鋰空氣電池進(jìn)步 摘要

     很多人認(rèn)為鋰空氣電池可能會成為新一代蓄能技術(shù)。理論上而言，鋰空氣電池具有最高的能量密度，同時這種電池將使一切發(fā)生革命性巨變，包括從電動車輛到大型電網(wǎng)蓄能裝置。但是這一新興技術(shù)在進(jìn)行規(guī)?；膶嶋H應(yīng)用前，還需要解決一些問題。

    《美國電化學(xué)協(xié)會雜志（JES）》近日刊登的論文指出，研究人員通過開發(fā)混合性金屬催化劑，提高了電池內(nèi)電極反應(yīng)效率，這標(biāo)志著人類就鋰空氣電池的研發(fā)邁出了基礎(chǔ)性的一步。

      這篇標(biāo)題為《原位構(gòu)成可作為鋰電池雙功能催化劑額分層—分層金屬氧化物》的論文詳細(xì)闡明了一種由三類過渡金屬（錳、鎳和鈷）構(gòu)成的陰極催化劑，這種催化劑能夠在電池循環(huán)時形成最佳的氧化狀態(tài)，進(jìn)而實現(xiàn)催化充電和放電反應(yīng)的目的。
      本論文的共同作者K.M. Abraham指出，錳能夠催化氧化還原反應(yīng)，同時鈷能夠催化電池的充電反應(yīng)。Abraham表示，這一成果將為人類未來研發(fā)類似金屬，以及最終使用某種具備這些混合金屬氧化物功能的金屬來優(yōu)化鋰空氣電池催化作用提供機遇。
      因為過渡金屬氧化物也會被當(dāng)做鋰離子電池的陰極使用，所以Abraham認(rèn)為，這種新的發(fā)展能夠為未來的應(yīng)用創(chuàng)造更多的可能性，同時這兩種可再充電電池都能夠被重復(fù)性的可持續(xù)使用。因為所開發(fā)的催化劑材料同樣也能用作鋰離子電池的陰極，所以，可以將失效的鋰離子電池的電極作為鋰空氣電池的催化劑。
      由于目前已成熟鋰離子電池受到諸多的技術(shù)限制，鋰空氣技術(shù)成為研究人員全力研究的領(lǐng)域。為了實現(xiàn)這一技術(shù)的大規(guī)模高能應(yīng)用，如一次充電可運行300英里以上的電動車輛，研究人員已經(jīng)開始致力于研究鋰空氣電池等的潛在突破性技術(shù)。
      1996年，Abraham在JECS上發(fā)表了首篇標(biāo)題為《聚合物電解質(zhì)基礎(chǔ)性可充電鋰氧電池》的有關(guān)管無水鋰空氣電池的論文，，他同時見證了十年間該領(lǐng)域發(fā)生的翻天覆地的變化。
      Abraham說：“雖然目前人們正在全力研究鋰空氣技術(shù)，但是在這一技術(shù)全面成熟并進(jìn)行規(guī)?；瘧?yīng)用前，還有許多問題需要我們解決。雖然我認(rèn)為，在不遠(yuǎn)的將來，這一技術(shù)在某些特殊應(yīng)用方面仍然會受到一定的限制，但是再過一段時間之后，這項技術(shù)將得到全面應(yīng)用?！?br>      但是，基礎(chǔ)層面的發(fā)展有助于這一技術(shù)的進(jìn)步—推動達(dá)到廣泛應(yīng)用的最終目標(biāo)。Abraham表示，鋰離子技術(shù)已經(jīng)成熟，現(xiàn)在我們需要能量密度更高的電池，而這也是研制鋰空氣電池的下一步工作。

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