合肥記者1月4日從安徽工業大學獲悉，該校曾杰教授、劉明凱教授和中國科學技術大學李洪良副教授合作，開發出一種用于環保電池——鋅-空氣電池的高效催化劑，有望在未來能源領域發揮重要作用。

該成果1月3日發表在國際權威期刊《自然·通訊》(NatureCommunications)上。安徽工業大學為第一完成單位。

曾杰教授(中)與團隊成員在科研中  受訪者供圖

鋅-空氣電池也稱為鋅-氧空氣電池，是一種體積小、質量輕、適用溫度范圍寬、無腐蝕且工作安全可靠的環保電池。然而，鋅-空氣電池的正極高度依賴貴金屬鉑的使用。貴金屬鉑的儲量有限，價格昂貴，進而制約了鋅-空氣電池的大規模推廣。

因此，開發出能夠替代貴金屬鉑且性能優越的正極催化劑，是鋅-空氣電池領域的關鍵科學問題。

曾杰領銜的聯合研發團隊創造性地將化學刻蝕和氮源錨定的方法相結合，制備出高純度的雙原子鐵催化劑，并實現了對相鄰兩個鐵原子之間距離的精準調控。研究人員還將該方法拓展應用到一系列非貴金屬催化劑中，實現了包括鐵、銅、鈷、鎳、鋅、錳等多種非貴金屬雙原子催化劑的制備。

研究人員將雙原子鐵催化劑應用在鋅-空氣電池的正極，用以替代傳統的鉑金屬催化劑。結果表明，這種催化劑表現出優異的催化活性、耐復雜環境能力和長時穩定性。用其組裝的鋅-空氣電池，展示出高達190.6毫瓦每平方厘米的最大功率密度，顯著優于傳統鉑催化劑組裝的電池(151.7毫瓦每平方厘米)。

這項工作為開發鋅-空氣電池用的低成本、高性能催化劑提供了新思路。