日前，昆明理工大学材料科学与工程学院荣菊、化学工程学院李金成等联合指导的研究生，在锌空气电池高通量计算与验证领域取得研究进展。相关研究成果以“Thermal Evaporating-Trapping Strategy to Synthesize Flexible and Robust Oxygen Electrocatalysts for Rechargeable Zinc-Air Batteries”为题，发表在能源领域顶级期刊《Energy & Environmental Science》上。昆明理工大学为论文第一完成单位。

锌空气电池具有价格低廉、安全性能好、能量密度高等优势，被认为是具有发展前景的新一代储能器件。锌空气电池性能主要受限于其空气电极上动力学缓慢的氧还原反应（ORR）与氧析出反应（OER）及其反应物/产物的扩散路径与电子传输效率，因此，研发低成本且高性能的多功能空气电极应用于锌空气电池，备受科研工作者的关注。

本研究创新性地提出一种热驱动金属原子迁移-捕获策略，在柔性N掺杂碳纤维布基底上锚定单原子Fe/Co-NX团簇与CoFe纳米颗粒，获得ORR/OER催化活性高，反应物/产物及电子输运快的多功能空气电极。这一策略使得电极表面同时具备了ORR与OER的双功能催化性能，大大提高了电化学反应的效率。最终的实验结果表明，该催化剂在锌空气电池应用中表现出卓越的性能，液态和固态电池的峰值功率密度分别达到237.4 mW cm-2和141.1 mW cm-2，经过2300次充放电循环后性能保持稳定。

该研究工作得到了国家自然科学基金云南省联合基金、云南省高层次人才计划、云南省优青计划及云南省磷化工节能与新型磷材料重点实验室的支持。本研究进一步推动了高效储能材料的设计与开发，展示了机器学习技术在新能源领域的广阔前景。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee03005b

（供稿：材料科学与工程学院）