本技术涉及一种创新的氧还原催化剂,旨在通过构建类碱性微环境来提高催化效率。该技术属于材料合成领域,详细描述了催化剂的制备流程及其在氧还原反应中的应用。
背景技术
海水金属空气电池是一种直接利用天然海水作为电解液、以锌、镁、铝等常见金属作为阳极、以氧还原电催化剂为阴极制成的新型电池器件,具有理论能量密度高、使用安全、价格低廉、以及正极金属资源丰富等突出优势。因此海水金属空气电池在洋观测设备、海岛供电和小型潜航器等方面拥有广阔的应用前景。
氧还原反应是海水金属空气电池的核心反应,决定着海水金属空气电池器件在使用过程中的效率和输出功率。Pt基催化剂是最有效的氧还原催化剂,但它们成本较高、储量低、耐久性差,制约了其在海水金属空气电池的规模化推广应用。Fe单原子催化剂因其高原子利用率、活性位点明确且均一、独特的电子结构等特点,被认为是在氧还原反应中最有效的催化剂之一,而且价格低廉。然而在天然海水体系中,因其离子电导率低,导致海水金属空气电池存在氧还原反应缓慢的问题。此外,Fe单原子会受到氯离子吸附的影响,导致催化剂稳定性和活性降低。因此,亟需开发一种构筑局域“类碱性”微环境的氧还原催化剂合成策略,实现在天然海水下的高效稳定的氧还原催化。
实现思路