莫纳什大学的工程师们发现了一种突破性催化剂，能为下一代电池提供动力，带来更大功率、更长寿命和更低成本。

目前，锌空气电池虽用于助听器等小型设备，但此次发现为可充电、高功率应用开辟了道路，让该技术更接近现实世界、电网规模和运输用途。

研究人员运用巧妙的热处理技术，将一种3D材料转化为超薄碳片，并添加单独的钴原子和铁原子，创造出一种催化剂，使电池的氧气反应更快、更高效。这项研究已发表在《化学工程杂志》上。

该研究主要作者、化学与生物工程系的赛义德·阿斯卡里(Saeed Askari)和帕拉玛·班纳吉(Parama Banerjee)博士称，这种催化剂的性能优于由铂和钌等昂贵金属制成的标准商用催化剂。

阿斯卡里先生表示：“通过将钴和铁设计成碳框架上的单个原子，我们在锌空气电池中实现了破纪录的性能，展示了以原子精度设计催化剂的可能性。我们的高级模拟表明，钴铁原子对与氮掺杂剂相结合，增强了电荷转移并优化了反应动力学，解决了可充电锌空气电池的最大瓶颈之一。”

班纳吉博士称，该设计背后的原理也可应用于其他清洁能源技术，包括燃料电池、水分解和二氧化碳转化。她还表示：“可充电锌空气电池连续运行两个多月是该领域的一个里程碑。这表明这项技术已经准备好走出实验室，进入实际应用。这些催化剂不仅解决了锌空气电池的一个关键瓶颈，而且它们的设计原理可以应用于整个能源领域——从燃料电池到水分解——为清洁能源带来广泛的影响。”

更多信息：Saeed Askari 等人，CoFe单原子与二维碳上氮原子之间的协同电子相互作用促进了金属-空气电池中双功能氧的氧化还原，《化学工程杂志》(2025)。