進展！天大教授，讓我們離可穿戴電子設備時代又進了一步！

最新 03-31

（原標題：材料學院胡文彬教授團隊在鋅空柔性能源器件方面取得進展）

將電池製作成能彎曲、易攜帶的配飾

甚至編入纖維製成衣服

將會給生活帶來極大方便

隨著可穿戴電子器件的發展，人們對於柔性儲能器件的需求不斷增加，但是柔性鋰離子電池和超級電容器一直存在著能量密度不足等問題，制約了其發展和應用。

近年來，材料學院胡文彬教授團隊開展了高性能電極材料的可控制備與應用開發系列研究工作，針對鋅-空氣電池的實際能量密度與充放電循環次數等性能受到空氣電極的氧還原與氧析出催化性能的嚴重約束等問題，推動解決提升電池的陰極反應動力學關鍵問題。團隊骨幹鍾澄教授2017年在Advanced Materials，Advanced Energy Materials，small等學術期刊發表高水平論文15篇，其中2篇以封面論文形式發表在Advanced Material， Advanced Energy Materials兩個頂級學術期刊上。

高水平論文在學術期刊上發表

研究採用快速電沉積的方法在碳布的碳纖維表面原位平鋪一層氫氧化鈷，結合後續熱處理工藝，獲得了超薄介孔四氧化三鈷與碳布複合的高效氧還原與氧析出能力的一體化空氣電極，這種電極內部是原子級厚度的介孔四氧化三鈷負載於氮摻雜石墨烯複合材料。為了進一步優化Co3O4表面原子排布和催化活性點位，分別在氮摻雜石墨烯可控合成了Co3O4納米立方體、截角八面體、多面體等複合結構，調控優化了Co3O4表面Co2+和Co3+活性位點及對氧物種的吸脫附行為，顯著提升了該類材料在鹼性溶液中的電催化氧還原氧析出能力及鋅-空氣電池電性能。

Co3O4/N‐rGO柔性鋅-空氣電池的製作過程示意圖

採用高效氧還原與氧析出催化性能的一體化空氣電極，製備成柔性器件，性能優越。以Co3O4/N‐rGO作為催化劑的柔性線狀鋅-空氣電池具有高達649 Wh/kg的質量能量密度，36.1 mWh/cm3的超高體積能量密度，展現出優異的充放電性能，在3 mA/cm3的充放電電流密度下，放電電壓1.2 V, 充電電壓2 V；通過串並聯連接得到的柔性鋅-空氣電池組能夠驅動電子器件和給iPhone手機充電。以Co3O4納米片製備出的鋅-空氣電池性能優異，在LED和計步器等方面具有很好的應用前景。

由鋅-空氣電池供電的LED(a)溫度計(b)步程計(c)

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圖文來源 / 馬宏彪

封面圖 / 姚旺

底圖 / 李嘉琪

責任編輯 /高晟聰權真

今日小編 /張宇婧李婉婷

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