記者從中南大學(xué)獲悉，該校雷永鵬教授團隊開發(fā)出了一種可用于可充式鋅-空氣電池的石墨烯氣凝膠電催化劑，成本僅為鉑、銥等貴金屬催化劑的二十分之一，性能卻可與之媲美。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《美國化學(xué)會能源快報》。

雷永鵬介紹，鋅-空氣電池，比市面上鋰離子、磷酸鐵鋰等電池更“高端”，理論能量密度是鋰電池的2倍、鉛酸電池的8倍。“市場中現(xiàn)有鋰離子電池采用有機電解液，且內(nèi)部易短路，使用不當會有爆炸等風險。鋅-空氣電池以空氣中氧氣為正極活性物質(zhì)，以地球儲量豐富的鋅為負極活性物質(zhì)，以水溶液為電解液，無爆炸危險，原料成本也遠低于鋰離子電池。是一款高能量密度、安全環(huán)保、低成本、零污染和可再生電池。”

據(jù)悉，一次鋅-空氣電池已用于助聽產(chǎn)品、航海燈標和鐵路信號裝置等電子設(shè)備。不過，使用鉑和銥等貴金屬為催化劑的可充式鋅-空氣電池，因催化劑價格高昂，而影響了其在手機、筆記本電腦等消費性電子產(chǎn)品及電動汽車、無人機等載運工具中的應(yīng)用。

此次，團隊在催化劑的設(shè)計和電池性能方面實現(xiàn)了突破：以氧化石墨烯和石墨相氮化碳納米片為主要原料，經(jīng)水熱自組裝、冷凍干燥和熱處理，制備出富吡啶氮摻雜石墨烯氣凝膠催化劑，并組裝了可充式鋅-空氣電池，電池能量密度高達872.3Whkg-1，在循環(huán)充放電234次后，性能無明顯衰減，表現(xiàn)出優(yōu)異的充放電穩(wěn)定性。