能够利用中性电解液的可充电Zn-空气电池是具有前景的价格便宜安全可持续器件,但是面临着电荷动力学缓慢的问题,目前人们对于这个问题的理解较少。
有鉴于此,以色列巴伊兰大学Roman R. Kapaev、Malachi Noked等报道研究接近中性的Zn-空气电池的电荷存储机理,发现电荷存储的机理过程是电池放电过程中形成溶解的H2O2,随后在充电过程中H2O2发生氧化。
这种H2O2介导促进了在~1.5 V vs. Zn2+/Zn的OER反应,导致过电势降低~0.2-0.5 V,而且缓解了Zn-空气电池常见的碳腐蚀问题。
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研究发现机理与电解液成分和正极材料密切相关,在ZnSO4作为溶液和碳纳米管组成的Zn-空气电池中H2O2介导起到~60 %。通过增强H2O2介导路径为开发高能中性Zn-空气电池提供方法,有助于开发实用性可持续的能源存储体系。
参考文献
Roman R. Kapaev, Nicole Leifer, Alagar Raja Kottaichamy, Amit Ohayon, Langyuan Wu, Menny Shalom, Malachi Noked, Formation of H2O2 in Near‐Neutral Zn‐air Batteries Enables Efficient Oxygen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202418792
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202418792