德國(guó)達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)于2026年10月9日宣布，其研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種用于可充電鋅空氣電池的新型復(fù)合觸媒，在實(shí)驗(yàn)室制作的試作電池中實(shí)現(xiàn)了超過(guò)300小時(shí)的穩(wěn)定充放電循環(huán)。

該成果由J?rg J. Schneider教授團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，核心在于將鎳鐵氧體（NiFe?O?）納米立方體顆粒固定在摻氮和磷的碳納米角載體上。研究指出，鋅空氣電池正負(fù)極反應(yīng)需依賴固體觸媒、液體電解液與氣體氧氣的三相界面。傳統(tǒng)材料難以同時(shí)滿足高電子傳導(dǎo)與反應(yīng)物傳輸需求，而新觸媒通過(guò)碳材料的微細(xì)孔隙結(jié)構(gòu)保障氧氣與電解液的流通路徑，有效抑制了金屬顆粒團(tuán)聚及成分溶出。

在測(cè)試條件為4.0 mol/L氫氧化鉀電解液、電流密度0.55 mA/cm2、單次循環(huán)3小時(shí)的設(shè)定下，搭載該觸媒的空氣極與氧化亞鋅/碳復(fù)合負(fù)極組成的試作電池，連續(xù)運(yùn)行超300小時(shí)（約100個(gè)循環(huán)）后，充放電電壓差仍保持基本恒定。電化學(xué)測(cè)試顯示，該電池Zui大輸出功率密度達(dá)到54 mW/cm2，約為對(duì)比用的鉑/碳與氧化釕混合觸媒（28 mW/cm2）的1.9倍。

研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)指出多項(xiàng)技術(shù)局限與待驗(yàn)證事項(xiàng)。首先，300小時(shí)指累計(jì)充放電試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)，而非單次充電的持續(xù)供電時(shí)間；其次，該耐久數(shù)據(jù)基于小型實(shí)驗(yàn)室電池得出，實(shí)際儲(chǔ)能應(yīng)用需進(jìn)一步驗(yàn)證大尺寸電芯內(nèi)的氧氣供給與電解液管理性能。論文另提及采用純鋅箔負(fù)極的對(duì)照試驗(yàn)在更高電流密度下記錄了250小時(shí)循環(huán)，因測(cè)試參數(shù)不同，兩者不宜直接比較壽命優(yōu)劣。

此外，新觸媒在部分指標(biāo)上并未全面超越貴金屬體系。例如在10 mA/cm2電流密度下激發(fā)氧發(fā)生反應(yīng)時(shí)，其過(guò)電位為290 mV，高于氧化釕觸媒的260 mV。研究人員強(qiáng)調(diào)，電池整體壽命受正負(fù)極材料及電解液交互影響，不能僅憑正極觸媒單一指標(biāo)斷定綜合性能。目前該方案尚未進(jìn)行量產(chǎn)工藝與制造成本評(píng)估，后續(xù)需通過(guò)更嚴(yán)苛工況測(cè)試及規(guī)模化驗(yàn)證，方可判斷其替代現(xiàn)有鋰電技術(shù)的可行性。

相關(guān)研究成果已于2026年9月27日在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Advanced Science》，題為《Nickelferrite on Pnictogen Functionalized Carbon Nanohorns. Bifunctional ORR and OER Catalysts in Rechargeable Zinc-Air Batteries》。

資料來(lái)源：XenoSpectrum；原文發(fā)布日期：2026-10-13。本文為資料編譯。