温州大学“锌创巅峰”团队实现锌空气电池技术重大突破,高性能正极材料引领全球储能产业革新

来源:东方网
2025-06-06 14:39:07
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在全球能源结构加速向低碳转型的当下,温州大学“锌创巅峰”创新团队成功实现了锌空气电池技术的里程碑式突破。其自主研发的新一代低成本、高活性、长寿命锌空气电池正极材料,将为全球能源转型提供有力的 “中国方案”,相关成果现已进入中试转化阶段。

团队成员合影

该团队研发的“锌锋”系列三元过渡金属尖晶石/氮掺杂碳复合材料,通过分子级异质界面工程与多场协同催化机制,显著提升了电池性能:能量密度达到950Wh/kg,比市场主流产品提高了46%,已接近1000Wh/kg的理论值,可满足电动汽车500公里以上的续航需求;循环寿命突破5000次,相较于传统锌空气电池提升了100倍,大幅降低了更换成本;环境适应性广泛,可覆盖pH3-12的宽幅电解液以及-40℃至60℃的极端温度范围,光热外场辅助架构使其在高寒、高温场景下的容量保持率超过95%;综合成本仅为国际竞品的1/20,正极材料成本降至200-600元/克,与铂基体系相比降幅达70-90%,且材料可回收率超过 90%,实现了经济效益与环境效益的双赢。

团队成员正在进行项目试验

从技术层面来看,团队打破了传统依赖铂、铱等贵金属的技术路径,开发出钴硫掺杂锰锡化合物非贵金属催化剂。通过水热合成与π-π共轭负载技术,该催化剂的氧还原反应半波电位达到 0.82V,接近铂碳催化剂,同时充电电流密度提升至100mA/cm²。配套的光热外场辅助架构首次揭示了光热协同优化电子结构的机制,使能量转化效率提升至72%,为高寒地区的储能装备提供了创新解决方案。

截至目前,团队已申请9项国家发明专利,并在《Advanced Science》等国际期刊发表7篇论文。产学研协同加速了成果落地,团队与温州星谷光电科技有限责任公司签了20万元的技术合作意向书,并在温州国家大学科技园建立了中试产线。试点数据显示,搭载该材料的锌空气电池在通信基站备用电源场景中的放电效率达到行业领先水平,循环寿命比现有产品提升了8倍。

团队成员正在进行项目讨论

加拿大温莎大学教授王继昌评价称:“该技术首次实现了非贵金属催化剂在高效储能领域的规模化应用,其综合性能已具备替代锂电池的实力。” 温州大学副校长王舜指出,团队通过“材料设计-工艺优化-系统集成”全链条创新,推动锌空气电池从实验室走向产业化,有望重构全球锌基电池产业格局。

温州大学“锌创巅峰”团队凭借青年智慧与科研毅力,在锌空气电池领域树立了中国标杆。随着技术产业化的加速推进,我国有望在新型储能领域实现“换道超车”,为“双碳”目标提供低成本、高效能的核心支撑,让绿色能源成为全球发展的新动能。

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