具有高能量密度，环境友好和低成本的金属-空气燃料电池为未来的电力系统带来了极大的安全性。然而，其低功率密度和高电流密度下的不稳定性严重限制了它们的广泛应用。

近日，中科大吴长征教授报道了一种具有强大稳定性的超高功率密度Zn-空气燃料电池。

文章要点

1）研究人员利用纳米孔的约束效应，将高活性的钴团簇电催化剂约束在特定的纳米孔中，形成了稳定的气-固-液三相反应区，进而使得电催化的电子传导、氧气扩散和离子传输得到了协同优化。

2）结果表明，与已报道的非贵金属电催化剂相比，基于受限纳米孔的电催化剂所制备的锌空气燃料电池在大电流密度放电下，具有最佳的稳定性（100 mA cm⁻²时，超过90 h），同时具有高功率密度（峰值功率密度超过300 mW cm−2，比功率：500 Wg_cat⁻¹)。

研究工作为用于先进金属空气燃料电池技术的电催化剂的合理设计提供了新的见解。

Tianpei Zhou, et al, Nanopore Confinement of Electrocatalysts Optimizing Triple Transport for an Ultrahigh-Power-Density Zinc–Air  Fuel Cell with Robust Stability, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202003251

https://doi.org/10.1002/adma.202003251