中国科学家研发出用于环保电池的高效催化剂，发表于《自然》子刊

中国科学家研发出用于环保电池的高效催化剂，发表于《自然》子刊

IT之家 1 月 4 日消息，锌-空气电池也称为锌-氧空气电池，是一种体积小、质量轻、适用温度范围宽、无腐蚀且工作安全可靠的环保电池。然而这种电池的正极高度依赖贵金属铂的使用，成本昂贵，进而制约了其大规模推广。

安徽工业大学曾杰教授、刘明凯教授，联合中国科学技术大学李洪良副教授，共同开发出一种用于锌-空气电池的高效催化剂，有望在未来能源领域发挥重要作用。相关成果已于 1 月 3 日发表在国际权威期刊《自然?通讯》（IT之家附 DOI:10.1038 / s41467-024-55630-y）。

▲ 氮配位的铁-铁双原子合成及结构表征

研究人员提出了一种通过界面锚定策略精准调控单原子之间距离的通用方法，通过该方法构筑的近邻单原子铁催化剂在锌-空气电池中表现出超越贵金属铂的性能。

▲ 具有不同距离状态的金属-金属双原子对的结构表征

团队创造性地将化学刻蚀和氮源锚定的方法相结合，制备出高纯度的双原子铁催化剂，借助界面锚定策略实现了对相邻两个铁原子之间距离的精准调控。

▲ 氮配位的铁-铁双原子合成及结构表征

研究人员将该方法拓展应用到一系列非贵金属催化剂中，实现了包括铁、铜、钴、镍、锌、锰等多种非贵金属双原子催化剂的制备；将双原子铁催化剂应用在锌-空气电池的正极，用以替代传统的铂金属催化剂。

▲ 具有不同距离状态的金属-金属双原子对的结构表征

结果表明，这种双原子铁催化剂表现出优异的催化活性、耐复杂环境能力和长时稳定性。用这种双原子铁催化剂组装的锌-空气电池，展示出高达 190.6 毫瓦每平方厘米的最大功率密度，显著优于传统铂催化剂组装的电池（151.7 毫瓦每平方厘米）。

安徽工业大学指出，这项工作为开发锌-空气电池用的低成本、高性能催化剂提供了新思路，随着技术的不断进步，锌-空气电池有望在未来的能源领域发挥更加重要的作用。