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鋅空電池以原材料常見和能量密度高而有著誘人的前景，但它的最大缺點是難以給電芯充電。好消息是，悉尼大學(xué)的一支研究團(tuán)隊，已經(jīng)創(chuàng)造出了由豐富元素組成的催化劑，讓鋅空電池變得可再充電，并與移動設(shè)備上所使用的鋰電池展開競爭。鋅空電池的能量，來自鋅與電芯周邊的空氣所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，本質(zhì)上就是吸入氧氣與碳陰極作用產(chǎn)生氫氧化物，反過來由于鋅陽極相互作用產(chǎn)生電流。
一名研究人員手持一枚鋅空可充電電池原型
由于采用空氣作為反應(yīng)劑，使得電池能夠裝下更多的鋅，從而提升能量密度、讓電池更輕更安全。問題在于，鋅陽極被氧化之后，就沒有多大用處了。
雖然可以通過“機(jī)械替換”的方式完全更換電池里的鋅，或者用地球上罕見的稀土礦物作為點催化劑來減少放電時的氧氣（并在充電時產(chǎn)生）。
論文一作 Yuan Chen 表示：“在此之前，可充電鋅空電池都采用了昂貴的金屬催化劑，比如鉑和銥氧化物。作為對比，我們的方法產(chǎn)生了一些全新的高性能、低成本催化劑家族”。
為了制作這種電催化劑，研究人員制作了不含常見的鐵、鈷、鎳等元素的金屬氧化物。通過仔細(xì)控制這些金屬氧化物的組成、大小和晶度，其生產(chǎn)方法可以簡化和提升制造可充電鋅空電池的效率。
在測試中，研究人員用 120 小時對這種新型鋅空電池進(jìn)行了 60 次充放電循環(huán)，發(fā)現(xiàn)電芯僅損失了不到 10% 的效力。盡管還比不上鋰空電池，但其成本應(yīng)該更低、生產(chǎn)也更容易。
有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）期刊上。
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