鋅空氣電池大突破！雙原子催化劑讓能源效率飆升

日本東北大學材料研究所的張迪助理教授團隊，在《能源與環境科學》期刊發表一項重大研究成果。他們開發出一種新型「鐵鈷雙原子催化劑」，能大幅提升鋅空氣電池的氧還原反應效率，為實用化能源儲存技術開闢新道路。

傳統鋅空氣電池雖具潛力，但關鍵的氧還原反應常因動力學緩慢而受限。目前普遍使用的鉑催化劑不僅價格昂貴、容易中毒，更面臨原料稀缺問題。研究團隊另闢蹊徑，採用鐵和鈷兩種金屬原子與氮碳結合，成功研發出多孔結構的Fe₁Co₁-N-C催化劑。

這項研究結合計算模擬與實驗技術，首創「pH場耦合微動力學模型」來預測催化劑效能。透過硬模板法和CO₂活化製程，團隊精準控制催化劑的微孔結構，使反應物能順暢傳輸。測試結果顯示，新催化劑的氧還原活性遠超傳統鉑催化劑，讓電池開路電壓達到1.51伏特的高水準。

更令人驚豔的是，採用新催化劑的鋅空氣電池展現出1,079 Wh kgZn^-1的超高能量密度。即使在2-600 mA cm^-2的寬電流範圍內，仍能維持優異的倍率效能。最特別的是其超長壽命，在中等電流下可持續運作3,600小時，完成7,200次充放電迴圈，大幅超越現有技術。

張迪教授表示：「這項研究為實用化催化劑設計提供全新策略。我們將理論模型與合成技術相結合，成功開發出能顯著提升電池效能的解決方案。」團隊未來將繼續最佳化雙原子配對技術，並深入研究催化劑活性位點的辨識方法，進一步推動能源轉換技術的發展。

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