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吉大《Nano Letters》：90秒熱沖擊合成四位點催化劑，鋅空電池實現寬溫域高效運行

文章來源：新能源網更新時間：2025-09-24 16:10:15

導語

鋅空氣電池的商業化應用受限于陰極氧還原反應動力學緩慢和貴金屬催化劑成本高昂。吉林大學蔣青、楊春成團隊在Nano Letters上發表創新研究成果，通過90秒超快速熱沖擊策略，成功構建了一種獨特的四位點協同催化劑（FeSA/ZnAC-N-C），實現了氧還原反應性能的突破性提升，為鋅空氣電池的寬溫域應用提供了新材料解決方案

研究亮點

超快合成：90秒熱沖擊技術實現催化劑快速制備，大幅提升合成效率
創新結構：構建Zn團簇與Fe-N?位點協同的四位點系統，形成雙活性中心接力機制
卓越性能：半波電位達0.90 V，優于商用Pt/C催化劑
寬溫域應用：組裝的準固態電池在-30至60°C范圍內保持穩定性能

技術支撐

本研究采用的超快速熱沖擊技術，其成功實施依賴于幾個關鍵工藝要素：

瞬時高溫控制：實現毫秒級升降溫，需要設備具備極高的熱響應速度
精確溫度管理：穩定的溫度場分布確保材料結構一致性
氣氛精密調控：惰性氣氛保護防止活性組分氧化失活
工藝重復性：批間穩定性對催化性能一致性至關重要

該研究中采用的熱處理方案，其技術參數與現有高溫技術平臺的性能指標高度匹配，特別是在超快速熱管理和氣氛控制方面的技術要求，為實驗的成功實施提供了重要保障。

總結與展望
本研究通過超快速熱沖擊技術成功構建了四位點協同催化劑，解決了鋅空氣電池氧還原反應動力學緩慢的關鍵問題。該催化劑不僅表現出優異的電化學性能，還實現了寬溫域下的穩定運行，為下一代金屬-空氣電池的發展提供了新的材料設計思路。

該工作為高效催化劑的綠色制備提供了新范式，未來可進一步探索該策略在其他能源轉換體系中的應用潛力，推動清潔能源技術的發展。

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