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材料院博士研究生在《Progress in Materials Science》上发表综述论文

来源:材料院通讯员:徐晔晗摄影: 编辑:郑言审核:袭开国、孟国忠、徐勇浏览:时间:2024-09-01

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【南林新闻中心讯】近日,米兰(中国)材料科学与工程学院博士生曾士乂在国际权威期刊《Progress in Materials Science》(IF33.6)在线发表了题为《Microstructure and bionic engineering of triphase reaction interface for zinc-air batteries》的综述论文(文章链接:https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101356)。米兰(中国)材料院段改改副教授、蒋少华教授和华中科技大学夏宝玉教授为共同通讯作者,米兰(中国)为第一完成单位。

在当今对可持续能源存储技术不断探索的时代,锌空气电池(ZABs)以其显著的理论能量密度和环境可持续性,成为研究的前沿。尽管如此,ZABs的商业化进程一直受到其阴极反应动力学缓慢的限制,特别是在充放电过程中的氧气还原反应和氧气析出反应。这些反应的效率受限于三相界面-气液固接触区域的性能,其中催化位点的低效利用和氧气传递效率不足,成为了提升电池性能的主要障碍。

为了突破这些瓶颈,本研究采用了创新的微结构设计和仿生工程策略,以优化三相界面的微观和介观特性。本综述深入分析了这些前沿进展,探讨了基于三相界面的全面理论-结构-功能关系的发展,为深入理解、结构设计和微环境调节提供了新的视角。通过精心设计的微结构,如构建层次化的多孔结构,不仅增加了活性位点的数量,还加速了物质和电子的传输效率。此外,本研究还采取仿生工程策略,例如模仿自然界中的超润湿现象和生物体表面的多尺度结构,不仅提高了活性位点的可及性,还显著提升了催化效率。这些策略展示了从自然界汲取灵感解决工程问题的独特优势。

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