金屬-空氣電池陰極雙功能催化劑研究進(jìn)展

王 亞，來(lái)慶學(xué)，朱軍杰，梁彥瑜

(南京航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇省能量轉(zhuǎn)換材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 211106)

金屬-空氣電池陰極雙功能催化劑研究進(jìn)展

王 亞，來(lái)慶學(xué)，朱軍杰，梁彥瑜*

(南京航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇省能量轉(zhuǎn)換材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 211106)

可充電金屬-空氣電池因具有超高的能量密度被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換裝置之一.陰極電化學(xué)氧還原/生成反應(yīng)緩慢動(dòng)力學(xué)是影響金屬-空氣電池性能的關(guān)鍵因素，因此其充放電過(guò)程需要雙功能催化劑進(jìn)行催化.在此我們?cè)敿?xì)論述了近年來(lái)開發(fā)的新型雙功能催化劑，包括貴金屬、碳材料、過(guò)渡金屬氧化物和復(fù)合材料.其中，強(qiáng)耦合過(guò)渡金屬氧化物/納米碳復(fù)合物成為新一代具有高催化活性的氧催化材料.最后，基于目前所存在的問題提出了幾個(gè)未來(lái)可能的研究方向.

金屬-空氣電池；空氣陰極；雙功能催化劑；氧還原/生成反應(yīng)

能源和環(huán)境是現(xiàn)代社會(huì)面臨的兩大問題[1-3]，可再生能源轉(zhuǎn)換是顯著降低化石燃料依賴的有效解決方案.目前，各國(guó)致力于提高各式電化學(xué)能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換裝置的容量和穩(wěn)定性，可充電鋰離子電池由于循環(huán)壽命長(zhǎng)(>5 000圈)和能量轉(zhuǎn)換效率高(>90%)等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是最有前途的存儲(chǔ)技術(shù)，但是能量密度低(理論值約400 Wh·kg-1)限制其長(zhǎng)期應(yīng)用[4-5]，因此，開發(fā)高能量密度的存儲(chǔ)技術(shù)迫在眉睫.金屬-空氣電池由于能量密度高、成本低……