长安储能研究院谭强设计高效的OR/OER双功能催化剂

近年来，由于成本低、环境友好、安全性能高等优点，可充电金属空气电池引起了广泛关注。其中，锌-空电池由于比能量密度高，成为下一代最有希望的新能源电池，理论能量密度为1350 kWh/kg。目前，对于可充锌空电池，研究的热点是开发高效的双功能催化剂，解决氧还原和氧分析过程中的缓慢动力学问题，从而提高电池的充放电效率，减少能量损失。此外，人们还致力于寻找贵金属替代品，以降低锌-空电池催化剂的成本。

长安储能研究院是由长安绿电科技有限公司与西安交通大学国家储能研究平台的众多教授科学家共同建立的新能源储能研究平台，重点关注储能领域的前沿技术研究和市场洞察力。长安储能研究所科学家谭强是西安交通大学副教授、博士生导师、发明专利5项、出版期刊16项，主持中央企业水平合作、中国科学院长春应用化学研究所水平合作、中国工程物理研究所水平合作等项目。一直致力于创新和进步燃料电池、锌空气电池和水系锌离子电池，积极探索稳定高效的能源解决方案。

近日，长安储能研究院谭强教授团队设计了高效的OR/OER双功能催化剂（FeMn-N/S-C-1000)并实现了它在低温柔性电池中的应用。谭强团队使用杂原子（N、S）和双金属（Fe、Mn）混合策略的创新是利用硫和氮来提高催化点的密度，通过双金属铁锰的协同效应提高催化效率，大大提高锌-空气电池的充放电性能。

研究表明，这种催化剂在碱性介质中的氧还原（ORR）和氧析出（OER）其半波电位和交换电流密度均高于现有贵金属催化剂，在反应中表现出优异的催化活性。耐久性试验表明，FeMn-N/S-C-能在长期运行中保持稳定的催化性能，对催化剂的商业化推广具有重要意义。此外，吸附中毒实验进一步证明，双原子催化剂的活性位点远远超过单原子催化剂，对提高催化性能起着决定性作用。

用于锌-空气电池时，使用Femn-N/S-C-1000组装的低温柔性充电电池为-20 ℃和-40 输出功率密度分别为47.9 mW cm-2和16.3 mW cm-2。也就是说，这种新型电池在常规温度下的高开路电压和峰值功率密度显示了其在能源设备中的高效性能。即使在极端的低温条件下，这种新电池也表现出优异的性能，特别适用于北极探险、冬季露营和一些特殊的军事用途等低温环境中的应用。

锌空气电池工作原理图

这一突破性成果充分展示了长安储能研究所在低温充电电池技术方面的领先地位，对储能领域的广泛应用具有重要意义。未来，长安绿色电力将在长安储能研究所的研究基础上不断发展，继续探索储能领域的新边界，为全人类走向零碳未来铺设坚实的基石。

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