UNIST成功研制新型催化剂,提高MAB电池充放电效率

2020-03-25

盖世汽车讯金属空气电池(MAB)具有储能高、重量轻、价格低廉等优点,被视为重要的电动汽车潜在应用技术。最近,韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)下属的研究小组开发了一种新催化剂,可以提高MAB电池的性能,比如充放电效率。据外媒报道,韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)能源与化学工程学院Guntae Kim教授领导的研究团队,推出新型复合催化剂,有效提升MAB电池的充放电性能。他们将极薄的金属氧化物薄膜沉积在钙钛矿催化剂表面,通过两种催化剂之间自然形成的界面,提高新催化剂的整体性能和稳定性。MAB是最轻、最紧凑的电池之一,采用由纯金属制成的负极,如锂、锌、镁和铝,以及空气正极,通过大气中的氧气与金属发生反应来产生电流。目前,MAB电池采用铂等贵金属作为催化剂,虽然催化效果较好,但是成本太高,使其商业化应用受到阻碍。与此同时,作为替代的钙钛矿催化剂,表现出良好的催化性能,但是激活率较低。




Kim教授将两种催化剂组合在一起,使其形成新型复合催化剂,解决这一问题。在充放电反应中,每种催化剂都表现出了优异的性能。充电性能良好的金属催化剂(钴氧化物),被沉积在非常薄的锰基钙钛矿催化剂(LSM)层体上,而LSM的放电性能很好。结果表明,当沉积过程重复20次时,两种催化剂的协同效应达到最佳。本项研究首席作者Arim Seong表示:“在原子层沉积(ALD)过程中,经过反复沉积和氧化循环,锰离子从LSM扩散到Co3O4。因此,LSM和自重建尖晶石夹层(Co3O4/MnCo32O4/LSM)构成LSM-20-co催化剂,从而增强LSM-20-Co混合催化剂的催化活性,使得ORR和OER在碱性溶液中的双功能电化学性能更优越。”


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19年9月,我国新能源汽车动力电池总装机量3.95GWh,同比下降31.36%,环比增长14.29%。2019年1-9月,我国动力电池装车量共计42.25GWh,同比增长46.39%。




中国新能源汽车电池装机量高增长。2019年中国新能源汽车电池装机量排名靠前的分别为宁德时代、比亚迪、国轩高科,份额分别为51%、17%、5%,宁德时代一家独大,行业龙头地位持续强化。




新能源热管理系统的职能较传统热管理复杂程度大幅提升。传统汽车热管理系统主要包括空调系统和发动机热管理系统,而新能源汽车热管理系统除空调系统外,还需要解决电机/减速机/新增电子设备冷却、电池热管理等问题,产品复杂程度明显提升。




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UNIST成功研制新型催化剂,提高MAB电池充放电效率
2020-03-25

盖世汽车讯金属空气电池(MAB)具有储能高、重量轻、价格低廉等优点,被视为重要的电动汽车潜在应用技术。最近,韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)下属的研究小组开发了一种新催化剂,可以提高MAB电池的性能,比如充放电效率。据外媒报道,韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)能源与化学工程学院Guntae Kim教授领导的研究团队,推出新型复合催化剂,有效提升MAB电池的充放电性能。他们将极薄的金属氧化物薄膜沉积在钙钛矿催化剂表面,通过两种催化剂之间自然形成的界面,提高新催化剂的整体性能和稳定性。MAB是最轻、最紧凑的电池之一,采用由纯金属制成的负极,如锂、锌、镁和铝,以及空气正极,通过大气中的氧气与金属发生反应来产生电流。目前,MAB电池采用铂等贵金属作为催化剂,虽然催化效果较好,但是成本太高,使其商业化应用受到阻碍。与此同时,作为替代的钙钛矿催化剂,表现出良好的催化性能,但是激活率较低。




Kim教授将两种催化剂组合在一起,使其形成新型复合催化剂,解决这一问题。在充放电反应中,每种催化剂都表现出了优异的性能。充电性能良好的金属催化剂(钴氧化物),被沉积在非常薄的锰基钙钛矿催化剂(LSM)层体上,而LSM的放电性能很好。结果表明,当沉积过程重复20次时,两种催化剂的协同效应达到最佳。本项研究首席作者Arim Seong表示:“在原子层沉积(ALD)过程中,经过反复沉积和氧化循环,锰离子从LSM扩散到Co3O4。因此,LSM和自重建尖晶石夹层(Co3O4/MnCo32O4/LSM)构成LSM-20-co催化剂,从而增强LSM-20-Co混合催化剂的催化活性,使得ORR和OER在碱性溶液中的双功能电化学性能更优越。”


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19年9月,我国新能源汽车动力电池总装机量3.95GWh,同比下降31.36%,环比增长14.29%。2019年1-9月,我国动力电池装车量共计42.25GWh,同比增长46.39%。




中国新能源汽车电池装机量高增长。2019年中国新能源汽车电池装机量排名靠前的分别为宁德时代、比亚迪、国轩高科,份额分别为51%、17%、5%,宁德时代一家独大,行业龙头地位持续强化。




新能源热管理系统的职能较传统热管理复杂程度大幅提升。传统汽车热管理系统主要包括空调系统和发动机热管理系统,而新能源汽车热管理系统除空调系统外,还需要解决电机/减速机/新增电子设备冷却、电池热管理等问题,产品复杂程度明显提升。




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