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... 通過重複的原子層沉積循環、原位Mn擴散獲得的LSM-20-Co自重構中間層的示意圖。圖片：UNIST 金屬空氣電池（MAB）利用周圍空氣中的氧氣作為存儲和轉換能量的手段，由於其巨大的存儲容量、重量輕且價格適中，因此在電動汽車（EV）中的潛在用途受到了廣泛關注。隸屬於韓國國立蔚山科學技術院（UNIST）的研究小組宣布，最近開發了一種新型催化劑，可以提高金屬空氣電池的性能，例如放電和充電效率。 由UNIST能源與化學工程學院的Guntae Kim教授領導的研究小組推出了一種新型複合催化劑，該催化劑可在應用於金屬空氣電池時有效地提高充放電性能。它是沉積在鈣鈦礦催化劑表面上的一層非常薄的金屬氧化物膜，兩種催化劑之間自然形成的介面增強了新催化劑的整體性能和穩定性。 金屬空氣電池是最輕便、最緊湊的電池之一，其中大氣中的氧氣與金屬發生反應以產生電能。它們配備有由純金屬（即鋰，鋅，鎂和鋁）製成的陽極，以及連接到取之不盡的氣源的空氣陰極。由於其高的理論能量密度，金屬空氣電池被認為是下一代電動汽車的強大候選產品。當前存在的金屬空氣電池需要將稀有且昂貴的金屬催化劑用於其空氣電極，例如鉑（Pt）。這阻礙了其進一步商業化進入市場。作為替代方案，科學家已經提出了表現出優異的催化性能的鈣鈦礦催化劑，但是存在低的活化勢壘。 Kim教授通過結合兩種催化劑的新型複合催化劑解決了這一問題，每種催化劑在充放電反應中均表現出出色的性能。在充電中表現良好的金屬催化劑（氧化鈷）沉積在錳基鈣鈦礦催化劑（LSM）頂部的非常薄的層上，後者在放電中表現良好。結果，當沉積過程重複20次時，兩種催化劑的協同作用達到最佳。 「在原子層沉積（ALD）過程的反覆沉積和氧化循環中，錳（Mn）陽離子從LSM擴散到四氧化三鈷（Co3O4）中，因此，LSM-20-Co催化劑是被自重構尖晶石中間層（Co3O4/MnCo32O4/LSM）封裝的LSM組成。」研究的第一作者Arim Seong（UNIST能源與化學工程博士）說：「而且這增強了雜化催化劑LSM-20-Co的催化活性，從而導致ORR和OER在鹼性溶液中具有出色的雙功能電化學性能。」 「據我們所知，這是第一個研究在原子層沉積過程中由原位陽離子擴散引起的自重構中間層的研究，目的是設計一種用於鹼性鋅-空氣電池的高效穩定的雙功能催化劑。」研究團隊說。 Kim教授說：「我們的發現為高效電催化劑的自重構中間層提供了合理的設計策略。因此，這項工作可以為鈣鈦礦材料金屬氧化物的合理設計策略提供見識。」

文章來源取自於：

壹讀 https://read01.com/kzPO5yj.html

博客來 https://www.books.com.tw/exep/assp.php/888words/products/0010366969

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