關(guān)于常用的催化劑鋁空氣電池的催化劑以及應(yīng)用展望

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如催化劑鋁空氣電池。常用的催化劑鋁空氣電池的催化劑有以下幾種：

(1)貴金屬催化劑。鉑和銀是常用的，它們的催化活性相對(duì)穩(wěn)定且具有高性能，但是由于價(jià)格相對(duì)昂貴和資源短缺，因此采用率不高。

(2)金屬大環(huán)化合物催化劑。有機(jī)金屬大環(huán)化合物對(duì)氧的還原具有良好的催化活性，尤其是當(dāng)它們吸附在大表面積碳上時(shí)。通過(guò)熱處理可以顯著提高它們的活性和穩(wěn)定性。因此，期望代替貴金屬氧還原催化劑。金屬大環(huán)化合物的常用合成方法包括熱分解法和前體制備法。然而，由于熱分解法的熱處理過(guò)程將使金屬大環(huán)化合物與碳基質(zhì)反應(yīng)，因此通過(guò)前體法制備的催化劑活性差，因此在其應(yīng)用中存在某些問(wèn)題。

(3)鈣鈦礦型氧化物催化劑。鈣鈦礦型氧化物具有用于氧的還原和沉淀的高催化活性，并且價(jià)格便宜，因此它們?cè)阡X空氣電池和燃料動(dòng)力電池中具有廣闊的應(yīng)用前景。目前鈣鈦礦型氧電極催化劑的研究主要集中在改進(jìn)制備方法和尋找新的取代元素以提高催化性能上。無(wú)定形前體方法，特別是蘋果酸前體方法，可以制備具有細(xì)晶粒和大比表面積的鈣鈦礦氧化物，從而大大提高了它們的催化活性。目前，它是制備鈣鈦礦氧化物的較好方法。

(4)廉價(jià)的催化劑。最重要的代表是二氧化錳催化劑。它的最大優(yōu)點(diǎn)是原料豐富，成本低廉。它可以廣泛用于帶有水性或非水性電解質(zhì)的電池中。但是，單一二氧化錳的電催化活性有一定的局限性，因此人們?cè)谶@里的研究從未停止。

(5)AB 2 O 4尖晶石型氧化物催化劑。尖晶石的晶格為面心立方。晶胞中有32個(gè)緊密堆積的02離子，金屬離子占據(jù)了64個(gè)四面體空隙和32個(gè)八面體空隙。尖晶石的脫水活性與位于四面體空隙中的B離子的比例有關(guān)。分?jǐn)?shù)越大，催化劑的表面越酸性，并且脫水活性增加。通常，鋁空氣電池不使用該催化劑。

(6)其他金屬和合金催化劑。鎳相對(duì)便宜，并且在堿性電解質(zhì)中在陽(yáng)極極化下具有高的耐腐蝕性。同時(shí)，鎳在金屬元素中具有最高的氧氣釋放效率，因此傳統(tǒng)上將鎳用作堿性水電解陽(yáng)極材料。通常使用合金催化劑，例如鎳鐵和鎳鈷。它們具有良好的催化活性和耐腐蝕性，并且也是鋁-空氣電池可以考慮的催化劑方向。

(7)復(fù)合催化劑。組合兩種或更多種催化劑以更好地改善鋁-空氣電池的空氣電極的催化活性。

鋁空氣電池應(yīng)用展望

目前，鋁-空氣電池尚未在工業(yè)和民用領(lǐng)域得到廣泛的推廣和應(yīng)用。重要的原因是需要改進(jìn)材料制備技術(shù)以及對(duì)二次充放電概念的理解。在技術(shù)層面上：鋁空氣電池的比能量和放電效率實(shí)測(cè)值與理論值存在很大差異，存在一些重要的技術(shù)問(wèn)題，包括

(1)鋁陽(yáng)極的自腐蝕和析氫極大地限制了其放電效率，并且鋁陽(yáng)極的表面鈍化影響了其放電響應(yīng)時(shí)效;

(2)電解液與陽(yáng)極的配合，不僅可以與鋁電極形成快速的陽(yáng)極氧化反應(yīng)機(jī)理，而且還可以保持離子轉(zhuǎn)移的高效，穩(wěn)定，氧化產(chǎn)物的可回收性。

(3)需要進(jìn)一步優(yōu)化和改善空氣電極的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電集流體中電流的自損耗以及空氣電極催化劑的氧還原能力。

鋁空氣電池作為二次電池的想法：鋁空氣電池作為金屬燃料動(dòng)力電池通常被認(rèn)為是一次電池。這是關(guān)于充放電循環(huán)單位的誤解。作為經(jīng)典的二次電池，我們現(xiàn)在常用的鋰離子電池可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)的充放電轉(zhuǎn)換。如果鋁空氣電池能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化的充放電過(guò)程，那么在這種大循環(huán)系統(tǒng)中，鋁空氣電池也可以視為二次電池。二次電池，這是解決其推廣和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。

在研究設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定會(huì)有這樣或著那樣的問(wèn)題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。