新型催化剂推动锂空气电池进步 摘要

     很多人认为锂空气电池可能会成为新一代蓄能技术。理论上而言，锂空气电池具有最高的能量密度，同时这种电池将使一切发生革命性巨变，包括从电动车辆到大型电网蓄能装置。但是这一新兴技术在进行规模化的实际应用前，还需要解决一些问题。

    《美国电化学协会杂志（JES）》近日刊登的论文指出，研究人员通过开发混合性金属催化剂，提高了电池内电极反应效率，这标志着人类就锂空气电池的研发迈出了基础性的一步。

      这篇标题为《原位构成可作为锂电池双功能催化剂额分层—分层金属氧化物》的论文详细阐明了一种由三类过渡金属（锰、镍和钴）构成的阴极催化剂，这种催化剂能够在电池循环时形成最佳的氧化状态，进而实现催化充电和放电反应的目的。
      本论文的共同作者K.M. Abraham指出，锰能够催化氧化还原反应，同时钴能够催化电池的充电反应。Abraham表示，这一成果将为人类未来研发类似金属，以及最终使用某种具备这些混合金属氧化物功能的金属来优化锂空气电池催化作用提供机遇。
      因为过渡金属氧化物也会被当做锂离子电池的阴极使用，所以Abraham认为，这种新的发展能够为未来的应用创造更多的可能性，同时这两种可再充电电池都能够被重复性的可持续使用。因为所开发的催化剂材料同样也能用作锂离子电池的阴极，所以，可以将失效的锂离子电池的电极作为锂空气电池的催化剂。
      由于目前已成熟锂离子电池受到诸多的技术限制，锂空气技术成为研究人员全力研究的领域。为了实现这一技术的大规模高能应用，如一次充电可运行300英里以上的电动车辆，研究人员已经开始致力于研究锂空气电池等的潜在突破性技术。
      1996年，Abraham在JECS上发表了首篇标题为《聚合物电解质基础性可充电锂氧电池》的有关管无水锂空气电池的论文，，他同时见证了十年间该领域发生的翻天覆地的变化。
      Abraham说：“虽然目前人们正在全力研究锂空气技术，但是在这一技术全面成熟并进行规模化应用前，还有许多问题需要我们解决。虽然我认为，在不远的将来，这一技术在某些特殊应用方面仍然会受到一定的限制，但是再过一段时间之后，这项技术将得到全面应用。”
      但是，基础层面的发展有助于这一技术的进步—推动达到广泛应用的最终目标。Abraham表示，锂离子技术已经成熟，现在我们需要能量密度更高的电池，而这也是研制锂空气电池的下一步工作。

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