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(diǎn),被稱為"面向21世紀(jì)的綠色能源",作為燃料電池在備用電源、應(yīng)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(jìn)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(xué)特性提升是拓展其應(yīng)用的關(guān)鍵。簡(jiǎn)單介紹了鋁空氣電池的基本原理,重點(diǎn)綜述了鋁合金陽極材料和空氣陰極催化劑的研究進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)方面的問題,可以通過材料設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)亟鉀Q了這兩方面的問題,即能有效改善其電化學(xué)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(jìn)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(jìn)展,重點(diǎn)研究Al-Mg系[10,12,14-15]、Al-Ga系[16-17]和Al-In系[18]這幾個(gè)系列的合金。目前已發(fā)表文獻(xiàn)中的部分鋁合金陽極材料及其特點(diǎn)如表1所示。

(2)加快三相界面電化學(xué)反應(yīng)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(duì)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(fù)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(xiàn)】：
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(duì)空氣電池或水激活電池陽極用Al-Mg-Sn-In合金電化學(xué)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(hào)：2970765