Janus碳质空气电极

润湿梯度促传质

一面亲水引离子、一面疏水引氧气，Janus不对称结构同时强化离子和氧气的输运，并增强电极结构稳定性。

Yafei, Zhao · 郭兴梅 · Qianqian, Fan · Zhongyao, Duan · 熊胜林 · 孔庆红 · 张俊豪

Science Bulletin 2026

具体参数

峰值功率密度

{'zh': '239.3', 'en': '239.3'} mW cm⁻²

技术优势

离子氧气同时提速

亲水鳞片状层面向电解液加速离子渗透，疏水蛛腿状绒毛面向空气加速氧气进入，扩大三相界面。

结构更耐用

非对称设计不仅强化传质，还增强了空气电极在长期循环中的结构完整性。

制备简单可放大

采用仿生组装策略，制备过程简单，为大规模生产提供了可行途径。

应用场景

• 锌空气电池：直接用作锌空气电池空气电极，提升功率密度和循环寿命。
• 金属空气电池：设计理念可推广至其他金属空气电池，优化传质。
• 氧还原催化剂：铁酞菁催化位点提升氧还原速率，降低过电位。
• 碳纳米管功能化：功能化碳纳米管形成疏水绒毛，加速氧气进入。
• 石墨烯功能化：功能化石墨烯形成亲水鳞片，促进离子渗透。