新型催化剂提高水系锌碘电池稳定性|化学_新浪科技

本报讯（记者温才妃通讯员李思颖）海南大学副教授邢振月、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。相关研究成果近日发表于《先进功能材料》。

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。活性碘溶解会降低电池容量和使用寿命，使电池性能下降。多碘化物穿梭会降低电池的能量效率，影响电池长期稳定使用。当前，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被认为是解决上述难题的有效策略。

研究团队通过“活字印刷”法合成了铁钴镍原子掺杂多孔碳催化剂，并将其用作负载碘单质的功能载体材料。研究团队将精确合成的铁、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”。在将二者按照一定比例混合后，研究团队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后，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载体具有较高的比表面积、丰富的铁钴镍掺杂位点，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，确保了持久的循环稳定性。

邢振月表示，铁钴镍原子掺杂多孔碳催化剂制备简单，易于大规模生产，具有良好的应用前景。