Графеновый катализатор помог цинк-воздушной батарее проработать более 820 часов

Учёные из Китайской академии наук разработали графеновый катализатор для цинк-воздушных батарей

Катализатор сделан из графена, в котором атомы фтора распределены особым образом. Часть фтора учёные удалили из материала нагреванием и так настроили, насколько прочно атомы углерода связаны с фтором. Это позволило найти оптимальный баланс между тем, насколько хорошо материал проводит ток и насколько активно ускоряет реакции.

Лучший вариант катализатора почти не давал побочных продуктов: в превращениях кислорода и пероксида водорода его селективность составила 97,4%, а КПД — 98%. Перезаряжаемая батарея с этим катализатором выдала в испытаниях пиковую мощность 569 мВт с каждого квадратного сантиметра.

Батарея сохраняет 97,6% эффективности после 1500 циклов зарядки и стабильно работает более 820 часов в обычных условиях. Спектроскопия и компьютерное моделирование показали, что благодаря особым связям в катализаторе промежуточные вещества становятся устойчивее, а реакциям нужно меньше энергии, чтобы пойти.

Разработанный подход открывает путь к созданию долговечных металл-воздушных батарей и к синтезу пероксида водорода прямо там, где он нужен. Учёные установили чёткую связь между структурой материала и его свойствами, что позволит совершенствовать углеродные электрокатализаторы.

Источник: Chinese Academy of Sciences