本报讯 记者牛瑾、通讯员吴军辉报道：金属空气电池因其原材料丰富、能量密度高、轻便、安全环保等优点，被称为21世纪最具开发前景的绿色能源之一。但在现实中，寻找高性价比的氧还原催化剂成为开发金属空气电池的关键难题，也是制约金属空气电池在电动汽车等领域广泛应用的瓶颈。
日前，南开大学电子信息与光学工程学院教授王卫超、美国休斯敦大学教授姚彦联合研究团队，成功将锰基莫来石材料作为催化剂应用于镁空气电池，大幅降低了成本，其优越的催化活性极大提高了镁空气电池的效率。据了解，这也是莫来石材料首次在氧还原反应中得到应用。
在金属空气电池中，氧还原（ORR）催化剂直接决定着电转化效率、电池成本和寿命。传统的ORR催化剂主要是贵金属和金属螯合物，但因储量有限、成本过高、制备复杂，限制着这两类催化剂的应用。寻找一种既价格低廉，又对氧还原有很好的催化活性的催化剂，成为燃料电池研究的重要课题之一。
“莫来石是一类陶瓷材料，之前几乎没人想过用它来做金属空气电池的催化剂。”王卫超说，4年前，他在做一项处理柴油机尾气中氮氧化物的研究时发现，在将一氧化氮转化为二氧化氮的过程中，锰基莫来石材料表现出优良的催化效果，由此预测，涉及和氧相关的催化过程，莫来石材料或许都可以应用。基于这样的设想，王卫超找到了具有丰富空气电池研发设计经验的姚彦教授，组成联合研究团队，成功将锰基莫来石材料首次应用为镁空气电池的ORR催化剂。“这样一来，成本大幅降低，催化效果也更加稳定，还能够更多次重复反应，电池寿命随之延长。”姚彦说，“这是莫来石材料首次应用于金属空气电池中，为其在电化学中更广泛的应用开辟了新路”。
