中南大学开发出“平价”石墨烯气凝胶电催化剂
发布时间：
2018-04-16
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，记者从中南大学获悉，该校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、磷酸铁锂等电池更“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。
可充式锌-空气电池主要优点：首先在地球上锌的储量相当丰富，其一以水溶液为电解液，没有爆炸的危险可能。其二原料的成本价格与锂离子电池相比，价格实惠。其三废旧的锂离子电池会造成环境的污染。
此次中南大学的教授研制成功的可充式锌-空气电池，电池在现在生活中，应用很是广泛，手机、遥控、新能源汽车、电瓶车等等。这些都是与人民息息相关的东西，这样的可充式锌-空气电池，研制成功，将来带来的是更大的商业价值，也会带给我们更多生活上的便利。
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