超疏水核壳电催化剂
锌空电池功率翻倍
利用合金/金属碳化物核壳异质界面与超疏水结构协同优化三相界面，显著提升锌空气电池的氧电催化动力学与峰值功率密度。
Ting, Chen · Gao, Yi · Shijian, Huang · 孙盼盼 · 吕晓伟 · 孙小华 · 刘恩佐 · 周会
Chemical Engineering Journal 2025
参数信息
- 半波电位
- 0.91 V
- 电位差 ΔE
- 0.64 V
- 开路电压
- 1.58 V
- 峰值功率密度
- 239 mW/cm²
- 能量密度
- 1037 Wh/kg_Zn
- 循环耐久性
- 4300 h
- 峰值功率密度
- 602 mW/cm²
- 接触角
- 150.38 °
技术优势
三相界面协同优化
合金/金属碳化物核壳异质界面调控活性位点电子结构，降低 ORR 决速步能垒；超疏水表面（接触角 150.38°）减少传质过电位、加速氧气扩散，二者协同提升氧电催化动力学。
超长循环耐久
在 5 mA/cm² 下液态锌空电池可稳定运行 4300 小时，表明催化剂结构稳定、抗降解，满足长期使用需求。
应用场景
- 锌空气电池：直接作为空气阴极催化层，提升锌空电池功率密度与耐久性。
- 电催化制氢：其高效 ORR 活性可耦合用于电解水制氢的阴极反应，提高能量效率。
- 燃料电池系统：ORR 半波电位 0.91 V 与超疏水结构可降低传质过电位，适用于燃料电池阴极。
- 可穿戴能源：准固态电池峰值功率密度 602 mW/cm²，适合柔性可穿戴电源。
- 电池管理：开路电压 1.58 V、4300 h 耐久性提供稳定输出，简化功率管理与状态监测。