日本筑波大学研究团队在《化学工程杂志》发表的一项研究显示，他们利用氮掺杂多孔石墨烯阴极，成功研制出可反复充放电的全固态镁空气电池。该技术通过提升阴极材料对氯化物的耐受性，为降低电池对锂和铂等昂贵金属的依赖提供了可行方案。

镁空气电池的理论性能与锂空气电池相近，由碳基阴极、镁金属阳极和含氯化镁的电解液构成。但在传统设计中，氯离子会引发内部氯化反应，导致电池性能衰减。筑波大学研究人员开发的氮掺杂多孔石墨烯阴极展现出较强的抗氯化物侵蚀能力，解决了这一技术瓶颈。

研究团队以市售镁金属为阳极、浸渍氯化镁的聚合物凝胶为固体电解质，制备的全固态镁空气可充电电池，其性能优于采用铂基阴极的同类系统。这一成果归因于石墨烯阴极的耐氯离子特性、高催化活性以及多孔结构带来的物质传输优势。与液态电解质电池相比，固化电解质使电池在弯曲至120°时仍能保持初始性能，且未出现泄漏迹象。

该设计采用无金属纳米多孔石墨烯阴极，有望扩大可充电电池应用范围，降低关键材料供应风险。筑波大学伊藤良一教授参与的研究团队表示，这项技术是锂基可充电电池系统的替代方案之一。

出版详情：作者：Zeyu Xi等人，标题：《基于自支撑氮掺杂三维纳米多孔石墨烯的增强型可充电固态氧化镁电池》，发表于：《化学工程杂志》(2026)。期刊信息：化学工程期刊