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锌空电池的空气电极及其相关部件的研究进展

如今,现代经济的快速发展引发了日益紧张的环境和能源问题。因此,绿色经济的可再生能源,包括太阳能,风能和水力资源已经有望成为传统化石燃料的替代能源。但是,它们的功率输出随着季节,气候和位置明显变化,无法配合能源需求,甚至损害电网。有效且可行的解决办法是发展有效的能源存储和转化技术,这也成为现在学术界、商界和政府研究的重点课题。锌空电池由于其高能量密度、低平衡电势、平稳的放电电压、长使用寿命等优点,成为了极有潜力的电化学储能技术。它的理论比能量密度为1084 Wh kg-1,是现在锂离子电池的五倍。除此之外,安全性、锌矿储能丰富、价格低廉和环境友好等特点进一步保证了其在能源市场的长足发展。对锌空电池来说,最重要和最复杂的部分就是空气电极,它不仅和整个电池的性能密切相关,而且还严重影响电池价格,而优异的性能和合理的价格正是打通目标市场的重要因素。然而,空气电解的结构和各部分的浸润性常常被忽视,这就直接导致了现有的大部分锌空电池虽然采用了非常有效的氧催化剂,却仍然表现出糟糕的电池性能。

锌空电池的空气电极及其相关部件的研究进展

近日,华中科技大学的夏宝玉教授课题组在Advanced Science上发表综述性文章(Advanced Architectures and Relatives of Air Electrodesin Zn-air Batteries),从空气电极和其附属部分的角度概述了锌空电池的发展。首先简单介绍了锌空电池的概念,工作原理和相关电解液,其次分别详细讨论了一次电池和二次电池的空气电极相关问题。再次,考虑到柔性器件的快速发展和需求,关于柔性器件的空气电极,电解液和组装技术也进行了分析。最后提出了对锌空电池的发展的现有趋势和未来挑战的理解和预测。作者希望这篇综述能为科研人员和工程技术人员提供有价值的启发,以此推动锌空电池的连续创新和实用化。

Jing Pan, Yang Yang Xu, Huan Yang, ZehuaDong, Hongfang Liu, Baoyu Xia, Advanced Architectures and Relatives of Air Electrodes in Zn-air Batteries, Adv. Sci., 2018, 1700691, DOI: 10.1002/advs.201700691

 

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