在应急电源、户外装备等产品中，金属空气储能电池得到普遍应用，其中最常见要数锌空电池，因电力持久、安全性高等性能特点非常关注。然而，锌空电池中的核心材料——空气电极催化剂超过90%依赖进口，同时，还长期存在循环常规使用的寿命短、成本过高等问题，严重制约发展。
近日，广东工业大学“锌之绿源”学生创新团队成功突破技术壁垒，研发出新型催化剂，不仅将成本降至进口催化剂的千分之三，还将电池的循环常规使用的寿命提升4.3倍，迈出实现储能技术国产替代的关键一步。
团队负责人、轻工化工学院2023级硕士研究生林康迪从本科时期就对科研非常感兴趣，在一次学术讲座中，他首次了解到，我国储能电池的发展因为催化剂材料受限面临严峻瓶颈。林康迪回忆道，“催化剂是储能的‘心脏’却长期‘受制于人’，作为有关专业的学生，我非常想做点什么。”
科研的种子就这样在林康迪的心中生根发芽。经过向老师和学长虚心求教，在导师孙明教授的指导下，林康迪逐步明确了研究方向。他的热情和决心也带动了许多志同道合的同学，在多次探讨交流后，一支涵盖本、硕、博学生的8人创新团队组建起来。“我们给团队取名‘锌之绿源’，就希望通过锌空电池技术，为国家绿色能源发展贡献青春力量。”林康迪解释道。
研究过程中，这支年轻的学生创新团队面临诸多挑战。“锌空电池催化剂的研发，就像是在纳米尺度上进行‘精雕细琢’，”小组成员庄檾希形象地比喻道，“我们要在保证催化剂活性的同时，考虑其稳定性和成本问题，这就需要精细地设计和调控。”
团队经过上百次试验与改进，创新性地提出了“双气刻蚀-合金协同”策略。实验多个方面数据显示，该新型催化剂的循环寿命性能全面超越进口催化剂基准。“每一次在循环寿命上的突破，都让我们对整个技术的应用前景更加坚定，”林康迪表示，“进口催化剂通常在600-900次循环后失效，当我们的新型催化剂稳定运行到第3900次循环时，整个实验室都沸腾了。”
当前，锌空电池进口催化剂主要依赖含铂、铱等贵金属成分，成本高达300元/克，而团队研发的新型催化剂使用丝瓜络、钴盐和铁盐等廉价易得的原料，在保证性能的同时，成本大幅降至0.8元/克。
团队的创新成果很快获得了产业界的认可，目前，云韬氢能、深圳德方创域等多家能源科技公司已与团队展开深度合作。近期，团队还与云韬氢能签订了中试意向协议，计划在云韬氢能研发基地进行公斤级的中试，推动新型催化剂走向产线、走向市场。
“‘锌之绿源’团队研发的催化剂兼具低成本、高活性和高稳定性，在储能领域具有非常明显的经济价值。这项突破将有力推动金属-空气电池的发展，解决长期以来制约产业化的核心难题。”云韬氢能科技有限公司技术前瞻部总监池滨说。
团队指导老师彭少敏副教授对研究成果给予了高度评价：“这项工作不仅实现了技术突破，更重要的是为推动我们国家在新型储能技术上实现‘弯道超车’提供了助力。年轻学子们用实际行动证明，他们有能力承担起科学技术创新的时代重任。”
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