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（圖片來源： 印度新聞資訊局）

 

       電催化劑（能夠催化兩種不同類型的反應）可以降低成本并提高金屬空氣電池的效率。隨著對不同能源需求的增加，世界各國都在努力開發不同種類的能源裝置，如鋰離子電池、鉛酸電池、氧化還原液流電池、鋰空氣電池、鋅空氣電池、鈉離子電池、燃料電池和超級電容器。

 

       其中，鋅空氣電池因其低成本和高能量密度而備受關注。鋅空氣電池是便攜式電子產品和電動汽車的緊湊型電源，以及用于管理可再生能源發電裝置間能量流動的能量存儲設備，發電裝置包括風力渦輪機、光伏電池板、電網和終端用戶。然而，這種電池的難點在于催化劑的開發。雙功能催化劑在電池放電時會作用于氧還原反應，而在充電循環期間，又會促進析氧反應。大多數可用的傳統催化劑成分中都含有貴金屬，因此電池成本高昂。

 

       據外媒報道，粉末冶金與新材料國際高級研究中心（International Advanced Research Centre for Powder Metallurgy and New Materials，ARCI）和印度政府科學技術部（Department of Science and Technology，DST）自動駕駛研發中心聯合開出一種具有成本效益的電催化劑，通過sPEEK（磺化聚醚醚酮）聚合物的碳化，將過渡金屬離子錨定到摻硫碳框架中。這種催化劑合成方法還可用于回收使用過的離聚物（由中性重復單元和電離單元組成的聚合物）。

 

       科學家們使用了一種離子交換策略，將金屬離子均勻地定位在碳骨架中，限制了顆粒尺寸，并在非常低的過渡金屬負載量下控制成分和尺寸。因此，與文獻中早先報道的許多催化劑相比，新催化劑憑借低負載量、高活性和高循環穩定性實現了成本效益。

 

       該催化劑還可以降低電壓極化，從而實現更高的能源效率和穩定的充放電特性。 獲得的結果與金屬負載量為20%或更高的常規使用的貴金屬基催化劑的結果相當。該研究已發表于期刊ACS Applied Energy Materials。