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中南大学研发成功“平价”可充式锌-空气电池关

    日期:2018-04-12 10:26

中南大学研发成功“平价”可充式锌-空气电池关键材料

 

可充式锌-空气电池,有了早日实现低成本商业化应用的希望。4月8日,记者获悉,中南大学雷永鹏教授团队开发出了一种可用于可充式锌-空气电池的石墨烯气凝胶电催化剂,成本仅为铂、铱等贵金属催化剂的二十分之一,性能却可与之媲美。相关结果,4月5日发表于国际著名学术期刊《美国化学会能源快报》。

雷永鹏介绍,锌-空气电池,比市面上锂离子电池、磷酸铁锂电池更“高端”,理论能量密度是锂电池的2倍、铅酸电池的8倍。 “市场中现有锂离子电池采用有机电解液,且内部易短路,使用不当会有爆炸等风险。锌-空气电池以空气中氧气为正极活性物质,以地球储量丰富的锌为负极活性物质,以水溶液为电解液,无爆炸危险,原料成本也远低于锂离子电池。是一款高能量密度、安全环保、低成本、零污染和可再生电池。”

据悉,一次锌-空气电池已用于助听产品、航海灯标和铁路信号装置等电子设备。不过,使用铂和铱等贵金属为催化剂的可充式锌-空气电池,因催化剂价格高昂,而影响了其在手机、笔记本电脑等消费性电子产品及电动汽车、无人机等载运工具中的应用。

此次,团队在催化剂的设计和电池性能方面实现了突破:以氧化石墨烯和石墨相氮化碳纳米片为主要原料,经水热自组装、冷冻干燥和热处理,制备出富吡啶氮掺杂石墨烯气凝胶催化剂,并组装了可充式锌-空气电池,电池能量密度高达872.3 Wh kg-1,在循环充放电234次后,性能无明显衰减,表现出优异的充放电稳定性


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