安徽大学吴明在课题组提出开发新型能源存储器件新方案

展全思梦 2025-10-29 09:42:27

安徽大学吴明在课题组提出开发新型能源存储器件新方案

原标题:安徽大学吴明在课题组提出研发新型储能器件的新方案。

发现潜水蝇的蜡皮上覆盖着大量的细毛，可以形成疏水层来捕捉空气体。这样，当苍蝇潜入水中时，它们的身体和翅膀周围会形成气泡，以保护它们免受水中盐分和有机污染物的影响。

安徽大学材料科学与工程学院吴明载教授受仿生学启发，提出空气体阴极电催化剂疏水工程方案，开发新型储能器件，使下一代金属-空气体电池表现出更高的功率密度输出和循环寿命。

开发具有机械柔性、高能量密度和优良安全性的微型储能器件对可穿戴电子设备的发展具有重要意义。对于商用锂电池，由于使用易燃易爆的有机电解液六氟磷酸锂，需要高标准的封装技术，但限制了其机械柔性的实现，降低了佩戴体验。超级电容器具有功率密度高、充电时间短、循环寿命长、安全性高、易于集成平面电极结构等优点。然而，它们的低能量密度不能满足实际应用的要求。因此，为了适应智能可穿戴设备的快速发展，开发新型储能设备成为必然要求。锌空电池具有能量密度高、环境友好、成本低等优点，但其空气体阴极上缓慢的四电子氧还原反应(ORR)导致其功率密度低，影响循环稳定性，严重限制了其实际应用。

图示:Co3O4 NSs阴极催化剂疏水工程图。空气体阴极形成更多的三相反应界面，促进氧气扩散。

吴明教授团队对锌空电池空气体阴极多相界面氧扩散不足进行了系统研究。实验测试和理论模拟结果表明，疏水表面设计可以促进空气体阴极上形成更多的三相反应界面，促进氧气扩散，使其表现出更高的电催化效率(如图)。用疏水阴极组装的锌空全电池具有更高的能量效率和更好的循环耐久性。研究结果为促进空气体阴极界面反应动力学提供了有效策略。

吴明教授团队的相关研究成果发表在国际顶级期刊《德国应用化学》上。安徽大学材料科学与工程学院博士生唐坤为第一作者，暨南大学吴明载教授、胡海波教授、原常洲教授为论文通讯作者，安徽大学为第一通讯单位。

来源:安徽大学

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