新材料捕氧能力提升 “海水电池”更节能稳定

仙仙

记者5月12日从天津大学获悉，该校杨全红、凌国维、张辰联合团队成功研发出全新能源转化材料，这种新材料能够“捕捉”深海中稀薄的氧分子并转化成为电能，实现长周期运行，成为一种节能、稳定的“海水电池”。最新一期国际能源领域权威期刊《先进能源材料》以封面文章的形式介绍了该研究成果。


深海被誉为“地球最宁静而神秘的地方”，那里生存着古老的原核生物，蕴藏着丰富的自然资源，对人类未来意义非凡。深海探测离不开稳定的电力供应。长期以来，科学家一直希望制造出直接利用海水作为电解质和能量来源的“海水电池”。然而，海水电池氧化还原反应所必需的氧分子在深海环境中含量稀少，一种能够在深海贫氧环境下高效富集氧分子的新型材料是为人类探索深海提供能源保障的关键。


天津大学海洋学院、化工学院联合团队提出了“面向深海贫氧环境海水电池高效亲氧催化剂”的设计策略，他们通过微波合成法制备出一种新型单原子催化剂。实验结果显示，这种新材料能够在贫氧环境下进行高效氧还原催化，从而产生电能。用这种新材料制造的海水电池能够在水下超千米的深海环境中稳定供电。


“下一步，我们将在深海极端环境下测试这种新材料。”联合团队的张辰博士介绍，该成果现已同时申请国家专利和国际专利，“我们期待这项研究能够展现出未来能源器件的变革性应用场景，为深海能源供应和极端环境能源保障等国家重大需求提供支撑，助力海洋强国建设。”（科技日报记者陈曦 通讯员焦德芳）