化工仪器网手机版
移动端访问更便捷
新型催化剂提高水系锌碘电池稳定性
2024年12月23日 13:23:38
来源：化工仪器网 点击量：4305
海南大学海洋科学与工程学院副教授邢振月、史晓东和教授田新龙团队研究发现，将铁钴镍原子掺杂多孔碳催化剂作为功能载体材料可以推动水系锌碘电池循环稳定工作。
传统的锌碘电池面临活性碘溶解和多碘化物穿梭的问题，前者会降低电池容量和使用寿命，后者则影响电池的能量效率和长期稳定使用。水系锌碘电池因其高安全性、高能量密度、低成本和环保属性而受到广泛关注。然而，活性碘溶解和多碘化物穿梭是阻碍水系锌碘电池应用的两大障碍。
为了解决这些问题，设计合成具有高比表面积、强化学吸附能力、丰富活性位点和快速碘氧化还原反应动力学的催化剂型载碘正极材料显得尤为重要。海南大学海洋科学与工程学院副教授邢振月、史晓东和教授田新龙团队研究发现，将铁钴镍原子掺杂多孔碳催化剂作为功能载体材料可以推动水系锌碘电池循环稳定工作。
研究团队通过活字印刷法，精确合成铁、钴、镍等单原子个体作为“活字”模板，选择具有高比表面积、丰富孔隙结构和良好导电性的活性炭、碳纳米管、石墨烯等合适的多孔碳材料作为“纸张”。在将二者按照一定的比例混合后，通过物理或化学方法实现单原子对多孔碳的负载。负载后的混合物经过高温处理，铁钴镍原子能够“点对点”地印刷到碳载体上，形成稳定的化学键合，从而得到铁钴镍原子掺杂多孔碳催化剂。
理论计算和实验数据表明，铁钴镍原子掺杂多孔碳催化剂具有较高的比表面积和丰富的掺杂位点，对碘的化学吸附能力强，对碘氧化还原反应动力学具有较高的催化活性。这些结构优势有效抑制了活性碘溶解和多碘化物穿梭，确保了锌碘电池持久的循环稳定性。
具体而言，催化剂的高比表面积提供了更多的活性位点，增强了与碘的相互作用，从而减少了活性碘的溶解。同时，催化剂的强化学吸附能力有效固定了碘分子，减少了多碘化物的穿梭效应，提高了电池的能量效率和循环稳定性。
此外，研究团队还对合成的催化剂进行了优化处理，使其更适合于具体的应用需求。优化后的催化剂在锌碘电池中表现出了优异的性能，不仅在高电流密度下具有高的倍率性能，还在长期循环中保持了高的容量保持率。即使在实用条件下，如低温和高倍率充放电，电池也能实现可逆运行。
这一研究成果不仅为水系锌碘电池的发展提供了新的思路，也为其他类型电池的研发提供了有益的借鉴。铁钴镍原子掺杂多孔碳催化剂的制备简单，易于大规模生产，具有良好的应用前景。未来，随着研究的深入和技术的不断成熟，这种新型催化剂有望在能源存储和转换领域发挥更大的作用。
相关研究成果Trimetallic Atom-Doped Functional Carbon Catalyst Enables Fast Redox Kinetics and Durable Cyclic Stability of Zinc-Iodine Batteries于近日发表在《先进功能材料》(ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS)上。
参考来源：中国科学报
相关阅读 Related Reading
查看更多+-
蔡司、赛默飞等品牌中标！中南林业科技大学仪器设备更新结果出炉
近日，中南林业科技大学连续发布多项“双一流”建设学科设备更新中标项目。涉及激光共聚焦显微镜、流式细胞分析仪等仪器设备，蔡司、赛默飞...2025-06-06 13:46:48 -
云南大学附属医院就“云南大学附属医院重大疑难疾病中西医协同攻关设备采购项目”发布招标公告，预算200.08万元。2025-06-06 10:06:38
-
近日，江西省生态环境监测中心为“监测能力建设（二期）项目”采购热脱附仪、吹扫捕集-气相色谱质谱仪等实验室仪器设备，预算总计2708...2025-06-05 09:22:38
-
近日，舟山市食品药品检验检测研究院委托深圳市国信招标有限公司组织公开招标，采购液质联用仪、液相色谱仪等分析检测仪器，预算480万元...2025-06-03 13:40:06
-
招标项目的潜在投标人应在江苏政府采购“苏采云”系统获取招标文件，并于2025-06-20 09:30 (北京时间)前递交投标文件。2025-05-31 10:19:49
-
仪器聚焦丨热点重点大盘点 仪器行业本周要点速递(2025年第16期)
本周仪器市场动态聚焦政策利好与行业活动：光学显微镜法公示征求社会各界意见；国家市场监督管理总局发布《关于开展第二批国产仪器仪表计量...2025-05-31 08:50:21
版权与免责声明
- ①凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- ②本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- ③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
