通過新型催化劑的發(fā)展推動鋰空氣電池

鋰空氣電池被許多人視為潛在的下一代儲能技術(shù)。憑借所有電池裝置中最高的理論能量密度，Li-air可以徹底改變從電動汽車到大規(guī)模電網(wǎng)存儲的一切。但是，相對較年輕的技術(shù)在應(yīng)用之前要克服一些障礙。發(fā)表在《電化學(xué)學(xué)會雜志》（JES）上的一項新研究通過開發(fā)混合金屬催化劑來推動鋰空氣向前邁出了根本性的一步，該混合金屬催化劑可導(dǎo)致電池中更有效的電極反應(yīng)。

該論文的標題為“原位形成的層狀金屬氧化物作為鋰空氣電池的雙功能催化劑”，詳細介紹了由三種過渡金屬（錳，鎳和鈷）構(gòu)成的陰極催化劑，該催化劑可在混合過程中產(chǎn)生正確的氧化態(tài)。電池循環(huán)以同時實現(xiàn)充電和放電反應(yīng)的催化。

未來機會

根據(jù)該論文的合著者KM Abraham所說，錳可以催化氧還原反應(yīng)，而鈷則可以催化電池的充電反應(yīng)。

亞伯拉罕說：“這為未來的研究提供了機會，以開發(fā)一種類似的材料來優(yōu)化鋰空氣電池的催化效果，而這種材料將結(jié)合這些混合金屬氧化物的功能。”

由于過渡金屬氧化物也被用作鋰離子電池的陰極，因此亞伯拉罕認為，這一新進展將為將來的應(yīng)用打開可能性，在該應(yīng)用中，兩個可再充電電池可以可持續(xù)地使用。

亞伯拉罕說：“由于還為鋰離子電池陰極開發(fā)了這些催化劑材料，這可能是將廢鋰離子電池的電極用于另一用途的一種方法：在鋰空氣電池中用作催化劑。”

鋰離子電池vs空氣電池

由于成熟的鋰離子電池的技術(shù)局限性，鋰空氣技術(shù)已成為一個高度研究的領(lǐng)域。為了實現(xiàn)高能量密集型應(yīng)用，例如一次充電可以超過300英里的電動汽車，人們已經(jīng)在潛在的突破性技術(shù)（如Li-air）上進行了努力。

亞伯拉罕（Abraham）于1996年在JES上發(fā)表了題為“基于聚合物電解質(zhì)的可充電鋰/氧電池”的第一篇非水用鋰空氣電池的著作，見證了該領(lǐng)域在過去10年中發(fā)生了巨大的變化。

轉(zhuǎn)型技術(shù)

亞伯拉罕說：“鋰空氣現(xiàn)在已經(jīng)得到了高度的研究，但是在將其投入實際使用之前，我們?nèi)匀恍枰朔恍┱系K。” “我認為在不久的將來，在特殊應(yīng)用中使用將受到限制，但是要成為一種全面使用的技術(shù)還需要一段時間。”

但是，從根本上的發(fā)展有助于推動該技術(shù)的發(fā)展-推動其朝著廣泛應(yīng)用的最終目標發(fā)展。

亞伯拉罕說：“鋰離子電池已經(jīng)成熟，現(xiàn)在我們需要一個能量密度更高的電池。” “這是朝著Li-air潛力邁出的又一步。”

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