增强锌空气电池电化学性能的新技术

锌空气电池不是锂离子电池，它通过大气中的氧气和锌之间的化学反应产生电力，而是被认为是下一代候选者，以满足对电动汽车的爆炸性需求。

理想情况下，它们满足了下一代二次电池的所有要求，包括高能量密度，爆炸率低，环境友好性（无污染）和低材料成本（锌和空气，很容易从大自然中获得）。

韩国科学技术研究所（KIST，SEOK-JIN欧洲杯线上买球 YOON）报告说，韩国科学技术研究所的总裁Seok Jin Yoon（K​​IST）宣布，由Joong Kee Lee博士（储能研究中心）领导的调查人员制造了一项技术，以改善锌空气电池的电化学性能。

这些电池利用太阳能 - 二级电池场中的新研究和开发区域。

研究人员设计的电池使用具有光活性的双功率空气电催化剂，其交替的能级半导体结构可极大地增强产生电力的氧气还原反应（ORR）和氧气进化反应（OER）的速率，从而产生电力。

光活性双功能催化剂是一种化合物，可通过吸收光能来增强化学反应，并且比传统的锌空气电池催化剂吸收更多的光。

在利用金属和空气作为电池的阳极和阴极的锌空气电池中，必须交替地执行OER和ORR，以使氧作为阴极活性材料的电能转化。

结果，基于碳的阳性电极电流收集器的催化活性在确定锌空气电池的能量密度和整体细胞疗效方面起着重要作用。

结果，KIST研究人员集中于P-N异质结（太阳能电池和半导体的基本结构单元），作为改善锌空气电池缓慢催化活性的一种手段。

目的是利用发生电子运动的半导体的界面特性来加快氧气生产 - 还原过程。为此，使用N型半导体（石墨氮化碳，G-C）创建具有异质结带结构的阴极材料₃n₄）和P型半导体[Copper-Dopedzif-67（Zeoliticimidazyframework-67），Cuzif-67]。

此外，在现实情况下进行了一个实验，而无需使用光，以确保具有不同能级的P-N异质结构结构，以确保光活性双功能催化剂的商业潜力。

原型电池的能量密度为731.9 mAh gzn^-1，这与现有锌空气电池的最佳性能相当。在阳光下，能量密度增加了约7％，达到781.7 mAh gzn^-1，具有出色的周期性能（334小时，1,000个周期），是已知催化剂中最好的。

利用太阳能不仅是改善二级电池的电化学性能，而且在实现可持续社会方面的重要组成部分。我们希望这项技术将成为一种催化剂，除了解决了新兴的金属空气电池的困难外，还可以刺激半导体物理和电化学中新的收敛技术的开发。

韩国科学技术学院能源存储研究中心Joong Kee Lee博士欧洲杯线上买球

期刊参考：

Ren，R.，等。（2022）光活性G-C3N4/CUZIF-67双功能电催化剂，带交错的P-N异质结，用于可充电Zn-Air电池。应用催化b：环境。doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121096。

来源：https://www.nst.re.kr/nst_en/