近日，中国海洋大学材料科学与工程学院王焕磊教授课题组与齐鲁工业大学、加拿大不列颠哥伦比亚大学在能源环境领域顶尖期刊Energy & Environmental Science （IF=32.5）上发表了题为“Wood-derived Fe Cluster Reinforced Asymmetric Single-Atom Catalysts and Weather-Resistant Organohydrogel for Wide Temperature Flexible Zn–Air Batteries” （木材衍生的铁团簇增强的非对称单原子催化剂和耐候性有机凝胶用于宽温柔性锌-空气电池）的合作研究成果，中国海洋大学为通讯作者单位，邱程龙（中国海洋大学2023级博士研究生、齐鲁工业大学2020级硕士研究生）为论文共同第一作者。
柔性锌空电池以其成本效益、高能量密度和安全性成为了现代能源存储和转换系统的最佳候选。然而，缓慢的阴极氧还原反应和温度耐受性有限的凝胶电解质极大阻碍了柔性锌空气电池发展。探索一种具有成本效益和可持续的方法制备高性能氧电催化剂和凝胶电解质对于宽温柔性锌-空气电池的发展具有重要意义。为此，王焕磊教授及其合作者以制浆造纸工艺为基础，提出了一种全木基柔性锌-空气电池的概念。将高污染的制浆副产物造纸黑液转化为具有优异氧还原性能的Fe团簇增强非对称FeN3S1单原子催化剂（E1/2=0.90 V），实现了水系锌-空气电池在20 mA cm-2的大电流密度下425 h长期循环；同时，主要产物纤维素被转化为一种可适应大电流密度以及宽温域工作的凝胶电解质（工作温度为-60℃-50℃）。本项研究加强了从可再生生物质中获得创新能源转换材料的理念，为具有成本效益的能源转换系统奠定了基础。
全木基宽温柔性锌-空气电池的制备示意图
文/图：邱程龙
论文链接：https://doi.org/10.1039/D4EE01226G
