化石燃料的過度消耗及其對環(huán)境的影響促使人們不斷探索合適的替代能源載體或用于能量存儲和轉(zhuǎn)換的裝置。可充電鋅空氣電池（ZABs）以其低成本、高能量密度和環(huán)保的運(yùn)行方式，被視為未來能源領(lǐng)域的潛力股。

ZABs是一種利用空氣中的氧氣作為正極活性物質(zhì)，通過電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

在放電過程中，氧氣通過電池的空氣電極（正極）進(jìn)入電池內(nèi)部，與鋅負(fù)極（陽極）產(chǎn)生的鋅離子發(fā)生反應(yīng)，形成氧化鋅并釋放出電能。

在充電過程中，氧化鋅又會被分解回鋅和氧氣，實(shí)現(xiàn)電池的再充電。

在ZABs研究中，氧還原反應(yīng)（ORR）和析氧反應(yīng)（OER）的高效雙功能電催化劑是這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展關(guān)鍵，直接影響電池運(yùn)行性能。

Pt、IrO?和RuO?是zhong所周知的具有高活性的ORR/OER催化劑，但該類催化劑存在資源稀缺性、成本高昂以及穩(wěn)定性差的挑戰(zhàn)，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。

近年來，混合價態(tài)過渡金屬氧化物因其成本低廉、儲量豐富以及對ORR和OER具有可接受的催化活性，受到了廣泛關(guān)注關(guān)注。

為了更準(zhǔn)確地研究和評估ZABs的電化學(xué)性能，科學(xué)家們應(yīng)用旋轉(zhuǎn)圓盤電極（RDE）技術(shù)相關(guān)研究測試。精確控制的電極旋轉(zhuǎn)速度和電解液流動條件，為ZABs催化劑材料優(yōu)化和改進(jìn)提供重要實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

論文標(biāo)題

《La_1.7Sr_0.3Co_0.5Ni_0.5O_4+δ 層狀鈣鈦礦作為可充電鋅空氣電池的高效雙功能電催化劑》

文獻(xiàn)DOI

doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.09.113

如 Pengzhang Li等人，采用溶膠-凝膠法合成了一種具有層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的新La_1.7Sr_0.3Co_0.5Ni_0.5O_4+δ材料，采用旋轉(zhuǎn)圓盤電極（RDE）技術(shù)在堿性介質(zhì)中系統(tǒng)研究了La_1.7Sr_0.3Co_0.5Ni_0.5O_4+δ對氧還原反應(yīng)（ORR）和氧析出反應(yīng)（OER）的催化活性。

與La₂NiO_4+δ相比，在1600轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，La_1.7Sr_0.3Co_0.5Ni_0.5O_4+δ的極限電流密度更高（-4.05mA·cm^?2），半波電位更高（0.568 V vs. RHE），因此在ORR方面表現(xiàn)出更高的活性。使用La_1.7Sr_0.3Co_0.5Ni_0.5O_4+δ 作為催化劑的鋅空氣電池，其峰值功率密度（60mW·cm^-2）更高，經(jīng)過100次充放電循環(huán)后的充放電電壓差（1.26V）更小，且充放電循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)于使用La₂NiO_4+δ的電池。

ZABs作為未來能源領(lǐng)域的潛力股，具有廣闊的應(yīng)用前景。

DSR數(shù)字型旋轉(zhuǎn)圓盤電極作為一款精良好用的電化學(xué)測試儀器，在催化劑評價與研究中具有du特優(yōu)勢，科學(xué)家們使用DSR進(jìn)行電化學(xué)測試，更準(zhǔn)確地研究和評估ZABs電化學(xué)性能，推動ZABs技術(shù)的不斷發(fā)展和商業(yè)化進(jìn)程。