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安徽大學吳明在課題組提出開發新型能源存儲器件新方案
（材料科學與工程學院 周乾坤）研究發現，潛水蒼蠅的蠟質表皮上覆蓋著大量的細毛，其可以形成一層疏水層以捕捉空氣。這樣，當蒼蠅潛入水中時，身體和翅膀周圍會形成氣泡，以保護它們免受水中鹽分和有機汙染物的沾染。
安徽大學材料科學與工程學院吳明在教授課題組受仿生學啟發，提出空氣陰極電催化劑疏水化工程方案，開發新型能源存儲器件，使下一代金屬-空氣電池表現出更高的功率密度輸出和循環壽命。
開發兼具機械柔性、高能量密度和優異安全性的微型儲能器件對於當前可穿戴電子器件的發展具有重要意義。對於商業化鋰電池來說，因使用易燃易爆的有機電解質六氟磷酸鋰，高標準封裝工藝必不可少，但限製了其機械柔性的實現，同時降低了穿戴體驗；微型超級電容器具有功率密度高、充電時間短、循環耐久性長、安全性高、平麵電極構型易集成等優點，但其能量密度較低，不能滿足實際應用要求。因此，為適應智能穿戴設備的快速發展，新型能源存儲器件的開發，成為當前的必然要求。鋅空電池具有高能量密度、環境友好及低成本等優勢，但其空氣陰極上發生的四電子氧還原反應(ORR)較為遲緩，導致其功率密度低並影響其循環穩定性，嚴重限製了其實際應用。
吳明在教授團隊圍繞鋅空電池空氣陰極中多相界麵處的氧擴散不足開展了係統的研究，實驗測試與理論模擬結果表明，疏水表麵設計能夠促使空氣陰極上形成更多的三相反應界麵，促進了氧擴散，使其表現出更高的電催化效率（圖）。以疏水化陰極組裝出的鋅空全電池具有更高的能效和更好的循環耐久性。該研究結果為空氣陰極上促進界麵反應動力學提供了一種有效策略。
圖示: Co3O4 NSs陰極催化劑疏水化工程示意圖，空氣陰極形成更多的三相反應界麵，促進了氧擴散
吳明在教授團隊相關研究成果發表在國際頂級期刊《德國應用化學》上。安徽大學材料科學與工程學院2020級博士研究生湯坤為第一作者，安徽大學吳明在教授、胡海波教授和濟南大學原長洲教授為論文的通訊作者，安徽大學為第一通訊單位。
（來源：安徽大學）
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