鋁空氣電池具有無毒無害、比能量高、成本低、安全性好等優(yōu)點,被稱為"面向21世紀的綠色能源",作為燃料電池在備用電源、應急電源以及新能源汽車等領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。然而,目前鋁空氣電池的產(chǎn)業(yè)化進展緩慢,其瓶頸問題歸根結(jié)底還是材料問題,鋁合金陽極材料和空氣陰極催化劑的電化學特性提升是拓展其應用的關(guān)鍵。簡單介紹了鋁空氣電池的基本原理,重點綜述了鋁合金陽極材料和空氣陰極催化劑的研究進展,概述了電解質(zhì)的研究情況,并展望了其未來發(fā)展。 

【文章來源】：功能材料. 2020,51(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

(a)金屬陽極的質(zhì)量比能量、體積比能量、標準還原電位和地殼中的豐度[6];(b)采用三層空氣電極的鋁空氣電池示意圖[3]

因此,為解決這兩個方面的問題,可以通過材料設(shè)計和優(yōu)化來活化陽極鈍化膜并抑制自腐蝕。鋁陽極的表面容易形成鈍化膜,使得陽極電位正移,降低電池的放電電壓和電流。通過活化鋁陽極可以去除鈍化膜,但活性高的鋁陽極又容易發(fā)生自腐蝕。大量的研究表明,極少量的某些合金元素的加入,適當?shù)亟鉀Q了這兩方面的問題,即能有效改善其電化學性能。在純鋁中加入Hg、Bi、Mg、Zn、Ga、Sn、In等元素均可得到腐蝕速率低、活性較高、穩(wěn)定性好的鋁陽極。常將這些元素進行多元合金化,因多種合金元素之間的綜合作用,可得到比二元合金更好的效果[8-9],如四元[10-11]、五元[12]、甚至高于五元的合金[13]。鋁合金陽極材料的研究現(xiàn)取得了重要進展,重點研究Al-Mg系[10,12,14-15]、Al-Ga系[16-17]和Al-In系[18]這幾個系列的合金。目前已發(fā)表文獻中的部分鋁合金陽極材料及其特點如表1所示。

(2)加快三相界面電化學反應速率,即提高ORR,最常用的方法是選用合適的催化材料。其中對于催化劑選取的研究較多,它是提高空氣電極效率的關(guān)鍵因素。目前研究最多的催化劑主要有:貴金屬及其合金、鈣鈦礦復合氧化物、錳系列氧化物、尖晶石型氧化物、金屬-N-C等,具體代表性的催化劑如表2所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]A comprehensive review on recent progress in aluminum-air batteries[J]. Yisi Liu,Qian Sun,Wenzhang Li,Keegan R.Adair,Jie Li,Xueliang Sun.  Green Energy & Environment. 2017(03)
[2]鎵對空氣電池或水激活電池陽極用Al-Mg-Sn-In合金電化學性能的影響（英文）[J]. 余琨,楊士海,熊漢青,文利,戴翌龍,滕飛,范素峰.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(11)



本文編號：2970765