电池用空气电极催化剂的研究进展

电池用空气电极催化剂的研究进展
金属空气电池由于具有能量密度高、轻便及对环境无污染等优点，成为最具有开发前景的清洁能源之一。

金属空气电池以空气中的氧作为正极活性物质，金属锌（或铝）作为负极活性物质，空气中的氧气可源源不断地通过气体扩散电极到达电化学反应界面与金属锌（或铝）反应而放出电能。

由于金属空气电池的原材料丰富、性能价格比高并且完全无污染，因此，被称为是“面向21世纪的绿色能源”。

空气电极是目前影响空气电池商业化的关键因素，对空气电极进行研究，既符合国家的产业政策，又满足市场和环保节能的要求，因此具有较大的社会效益和经济意义。

 1.空气电极的结构和反应机理
 所谓空气电极是一种透气、不透液、能导电、有催化活性的薄膜，它在整个电池中所占的比例很小，余下的空间可以用来充填阳极材料。

在电池放电过程中空气电极作阴极，氧气沿电极表面扩散进入电极内部，在催化剂的作用下发生还原反应。

空气电极由金属导电网（镍网、铜网）、防水层、催化层压制而成（如图1所示），通常使用以PTFE(聚四氟乙烯)粘接起来的活性炭、石墨等作为电化学反应的载体。

它利用空气中的氧气作为正极活性物质来接受电子进行阴极还原。

由于氧气不能直接进行电极反应，它必须在气-液-固三相界面才能被还原。

它一面与电解质接触，另一面与氧气接触，因此空气电极是整个空气电池的关键所在。

空气电极的性能受防水层、催化层和制备工艺等多种因素的影响。

目前研究的目标集中在研究高效率的薄型空气电极技术，包括开发更好的催化剂、更长寿命的电极物理结构、低的制造成本等。