新年第一篇Science：复旦大学王飞开发出可充电锌空气电池
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撰文 | 王聪
基于锌和氧反应的电池已经使用了一个多世纪，但这些电池一直是原电池，因此不能进行充电，这些电池使用碱性电解液，需要将氧气的四电子还原为水，这个过程过于缓慢。
2021年1月1日，新年伊始，复旦大学材料科学系青年研究员王飞，作为共同通讯作者和共同第一作者，在国际顶尖学术期刊 Science 杂志发表了题为：A rechargeable zinc-air battery based on zinc peroxide chemistry 的研究论文，该研究开发了一种可充电锌空气电池。
研究团队发现，只要正确选择了非碱性电解质，电池就可以使用可逆性更好的双电子锌氧/过氧化锌化学反应。通过使电解质疏水，可以将水从阴极的近表面排除，从而防止四电子还原，更关键的是，这些电池还显示出更高的能量密度和更好的循环稳定性。
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可充电碱性锌空气电池具有较高的能量密度和安全性，但其四电子（e-）/氧（O2）化学反应缓慢，而且，由于碱性电解质和大气中二氧化碳（CO2）反应，引起电化学不可逆性。
为了解决这两大难题，研究团队开发了一种在非碱性电解质中进行的，通过2e-/O2过程进行的锌-氧/过氧化锌（ZnO2）化学反应电池，疏水性三氟甲磺酸根阴离子在空气阴极上形成的贫水且富含锌离子（Zn2+）的内部亥姆霍兹层使ZnO2化学成为可能。
这样构造的非碱性锌-空气电池不仅可以耐受环境空气中的稳定运行，而且还比碱性电池具有更好的可逆性，充电性能更好。
论文链接：
https://science.sciencemag.org/content/371/6524/46
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