四月八日，記者從中南大學(xué)獲悉，該校雷永鵬教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種可用于可充式鋅-空氣電池的石墨烯氣凝膠電催化劑，成本僅為鉑、銥等貴金屬催化劑的二十分之一，性能卻可與之媲美。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)能源快報(bào)》。

雷永鵬介紹，鋅-空氣電池，比市面上鋰離子、磷酸鐵鋰等電池更“高端”，理論能量密度是鋰離子電池的2倍、鉛酸電池的8倍。“市場(chǎng)中現(xiàn)有鋰離子電池采用有機(jī)電解液，且內(nèi)部易短路，使用不當(dāng)會(huì)有爆炸等風(fēng)險(xiǎn)。鋅-空氣電池以空氣中氧氣為正極活性物質(zhì)，以地球儲(chǔ)量豐富的鋅為負(fù)極活性物質(zhì)，以水溶液為電解液，無(wú)爆炸危險(xiǎn)，原料成本也遠(yuǎn)低于鋰離子電池。是一款高能量密度、安全環(huán)保、低成本、零污染和可再生電池。”

據(jù)悉，一次鋅-空氣電池已用于助聽(tīng)產(chǎn)品、航海燈標(biāo)和鐵路信號(hào)裝置等電子設(shè)備。不過(guò)，使用鉑和銥等貴金屬為催化劑的可充式鋅-空氣電池，因催化劑價(jià)格高昂，而影響了其在手機(jī)、筆記本電腦等消費(fèi)性電子產(chǎn)品及電動(dòng)汽車、無(wú)人機(jī)等載運(yùn)工具中的應(yīng)用。

此次，團(tuán)隊(duì)在催化劑的設(shè)計(jì)和電池性能方面實(shí)現(xiàn)了突破：以氧化石墨烯和石墨相氮化碳納米片為重要原料，經(jīng)水熱自組裝、冷凍干燥和熱處理，制備出富吡啶氮摻雜石墨烯氣凝膠催化劑，并組裝了可充式鋅-空氣電池，電池能量密度高達(dá)872.3Whkg-1，在循環(huán)充放電234次后，性能無(wú)明顯衰減，表現(xiàn)出優(yōu)異的充放電穩(wěn)定性。