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倪萌教授進行鋅空氣海水電池研究並於《納米材料科學》發表成果

2025年8月29日

研究成果

理大建設及環境學院副院長、建築環境及能源工程學系主任及能源科學與技術講座教授倪萌教授,聯同稀土資源利用國家重點實驗室及香港城市大學合作,針對鋅空氣海水電池展開深入研究,並於《納米材料科學》期刊發表論文,題目為「Turning seawater chloride ion from corrosion agent to OER accelerator and stabiliser via oxygen vacancy engineering and application in zinc–air seawater batteries」(利用氧空位工程將海水氯離子由腐蝕因子轉化為析氧反應的催化劑及穩定劑,及於鋅空氣海水電池的應用)。

鋅空氣海水電池(ZASBs)因其高能量密度、環保及低成本等優勢,被視為極具潛力的技術。然而,其性能受限於析氧反應(OER)速率緩慢,以及氯離子(Cl腐蝕導致電催化劑迅速失活。針對此問題,研究團隊提出創新的「氧空位(Ov )策略」,不僅有效減緩氯離子腐蝕,亦能將氯離子轉化為析氧反應的催化劑及穩定劑。具體而言,團隊通過原位生長技術,於自支撐碳基底上將氧空位引入鐵酸鎳(NiFe2O4)。這些氧空位增強了對氯離子的吸附,形成氯離子-氧空位-鐵酸鎳(Cl-OV-NiFe2O4)催化劑。此協同效應顯著提升了析氧反應活性,優化後的電池在鹼性海水中僅需285 mV的低過電位即可實現100 mA cm2電流密度,此電流密度閾值是原始未經處理的鐵酸鎳無法達到的。

經改良的鋅空氣海水電池,其循環壽命超過400次,是原始鐵酸鎳(僅9次循環)的45倍。團隊提出的氧空位策略不僅推動了鋅空氣海水電池的實際應用,也為海水電池技術的發展提供了寶貴的理論指導。

倪萌教授現為潘樂陶慈善基金智慧能源研究院管理委員會成員、可持續城市發展研究院成員。

閱讀論文:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589965125000820?via%3Dihub 只有英文)


研究部門 潘樂陶慈善基金智慧能源研究院 | 可持續城市發展研究院

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