中国研发了一种偏好明亮照明的电池

中国东华大学的科学家在锌空气电池技术上取得突破

新进展
- 解决的问题：

传统锌空气电池中，氧还原反应和氧析出反应在电极上的速率很慢，这降低了整体效率。

- “光催化剂”理念：

研究人员用微小的半导体二极管替代昂贵的金属催化剂（铂、铱），将其嵌入电极。它们对普通光有响应：光子激发电子和空穴，随后在 p‑n 结处分离。

催化剂构造
| 类型 | 材料 | 功能 |
|------|------|------|
| n 型 | 石墨烯纳米片、碳氮化物 (g‑C₃N₄) | 接收电子，加速氧还原 |
| p 型 | 双活性中心的钴掺杂碳纳米纤维 (CNF)
• Co@CNT – 钴颗粒嵌入碳管内
• Co–N₄ – 单个钴原子与氮配位 | 释放空穴，促进氧析出 |

这种空间分离提升了两种反应速率，使过程更稳定。

实验结果
| 指标 | 数值 |
|------|------|
| 峰功率密度 | 310 mW/cm²（可与最佳锂电池媲美） |
| 循环寿命 | >1100 h 无明显降解 |
| 柔性版本 | 在 0°–180°弯曲下，0° 状态保持 96 mW/cm² |

意义
- 成本效益：

全部材料由低价组分构成：锌、空气、碳和钴，无需铂等昂贵金属。

- 大规模生产：

纳米结构二极管可直接集成到电极中，工艺简便。

- 新应用场景：

• 太阳能站点的光活性储能（光致充电）
• 在照明环境下主动工作的可穿戴电子

结论
中国研究者为更快、更稳定的锌空气电池铺平道路，采用“光增强”而非昂贵催化剂。这使技术在价格和效率上都有潜力竞争，尤其适用于柔性与光敏应用。