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倪萌教授进行锌空气海水电池研究并于《纳米材料科学》发表成果

2025年8月29日

研究成果

理大建设及环境学院副院长、建筑环境及能源工程学系主任及能源科学与技术讲座教授倪萌教授,联同稀土资源利用国家重点实验室及香港城市大学合作,针对锌空气海水电池展开深入研究,并于《纳米材料科学》期刊发表论文,题目为「Turning seawater chloride ion from corrosion agent to OER accelerator and stabiliser via oxygen vacancy engineering and application in zinc–air seawater batteries」(利用氧空位工程将海水氯离子由腐蚀因子转化为析氧反应的催化剂及稳定剂,及于锌空气海水电池的应用)。

锌空气海水电池(ZASBs)因其高能量密度、环保及低成本等优势,被视为极具潜力的技术。然而,其性能受限于析氧反应(OER)速率缓慢,以及氯离子(Cl腐蚀导致电催化剂迅速失活。针对此问题,研究团队提出创新的「氧空位(Ov )策略」,不仅有效减缓氯离子腐蚀,亦能将氯离子转化为析氧反应的催化剂及稳定剂。具体而言,团队通过原位生长技术,于自支撑碳基底上将氧空位引入铁酸镍(NiFe2O4)。这些氧空位增强了对氯离子的吸附,形成氯离子-氧空位-铁酸镍(Cl-OV-NiFe2O4)催化剂。此协同效应显著提升了析氧反应活性,优化后的电池在碱性海水中仅需285 mV的低过电位即可实现100 mA cm2电流密度,此电流密度阈值是原始未经处理的铁酸镍无法达到的。

经改良的锌空气海水电池,其循环寿命超过400次,是原始铁酸镍(仅9次循环)的45倍。团队提出的氧空位策略不仅推动了锌空气海水电池的实际应用,也为海水电池技术的发展提供了宝贵的理论指导。

倪萌教授现为潘乐陶慈善基金智慧能源研究院管理委员会成员、可持续城市发展研究院成员。

阅读论文:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589965125000820?via%3Dihub 只有英文)


研究部门 潘乐陶慈善基金智慧能源研究院 | 可持续城市发展研究院

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