基於鋅和氧反應的電池已經使用了一個多世紀，但這些電池一直是原電池，因此不能進行充電，這些電池使用鹼性電解液，需要將氧氣的四電子還原為水，這個過程過於緩慢。
2021年1月1日，新年伊始，復旦大學材料科學系青年研究員王飛，作為共同通訊作者，在國際頂尖學術期刊Science雜誌發表了題為：A rechargeable zinc-air battery based on zinc peroxide chemistry 的研究論文，該研究開發了一種可充電鋅空氣電池。
研究團隊發現，只要正確選擇了非鹼性電解質，電池就可以使用可逆性更好的雙電子鋅氧/過氧化鋅化學反應。通過使電解質疏水，可以將水從陰極的近表面排除，從而防止四電子還原，更關鍵的是，這些電池還顯示出更高的能量密度和更好的循環穩定性。
可充電鹼性鋅空氣電池具有較高的能量密度和安全性，但其四電子（e-）/氧（O2）化學反應緩慢，而且，由於鹼性電解質和大氣中二氧化碳（CO2）反應，引起電化學不可逆性。
為了解決這兩大難題，研究團隊開發了一種在非鹼性電解質中進行的，通過2e-/O2過程進行的鋅-氧/過氧化鋅（ZnO2）化學反應電池，疏水性三氟甲磺酸根陰離子在空氣陰極上形成的貧水且富含鋅離子（Zn2+）的內部亥姆霍茲層使ZnO2化學成為可能。
這樣構造的非鹼性鋅-空氣電池不僅可以耐受環境空氣中的穩定運行，而且還比鹼性電池具有更好的可逆性，充電性能更好。
版權聲明：本文轉自「Bio生物世界」，文章轉載只為學術傳播，無商業用途，版權歸原作者所有，如涉及侵權問題，請聯繫我們，我們將及時修改或刪除。
沃斯(WOSCI)由耶魯大學博士團隊匠心打造，專注最新科學動態並提供各類科研學術指導，包括：前沿科學新聞、出版信息、期刊解析、論文寫作技巧、學術講座、論文潤色等。