【南林新聞中心訊】近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生曾士乂在國(guó)際權(quán)威期刊《Progress in Materials Science》（IF33.6）在線(xiàn)發(fā)表了題為《Microstructure and bionic engineering of triphase reaction interface for zinc-air batteries》的綜述論文（文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101356）。我校材料院段改改副教授、蔣少華教授和華中科技大學(xué)夏寶玉教授為共同通訊作者，我校為第一完成單位。

在當(dāng)今對(duì)可持續(xù)能源存儲(chǔ)技術(shù)不斷探索的時(shí)代，鋅空氣電池（ZABs）以其顯著的理論能量密度和環(huán)境可持續(xù)性，成為研究的前沿。盡管如此，ZABs的商業(yè)化進(jìn)程一直受到其陰極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢的限制，特別是在充放電過(guò)程中的氧氣還原反應(yīng)和氧氣析出反應(yīng)。這些反應(yīng)的效率受限于三相界面-氣液固接觸區(qū)域的性能，其中催化位點(diǎn)的低效利用和氧氣傳遞效率不足，成為了提升電池性能的主要障礙。

為了突破這些瓶頸，本研究采用了創(chuàng)新的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿生工程策略，以?xún)?yōu)化三相界面的微觀和介觀特性。本綜述深入分析了這些前沿進(jìn)展，探討了基于三相界面的全面理論-結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系的發(fā)展，為深入理解、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和微環(huán)境調(diào)節(jié)提供了新的視角。通過(guò)精心設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)，如構(gòu)建層次化的多孔結(jié)構(gòu)，不僅增加了活性位點(diǎn)的數(shù)量，還加速了物質(zhì)和電子的傳輸效率。此外，本研究還采取仿生工程策略，例如模仿自然界中的超潤(rùn)濕現(xiàn)象和生物體表面的多尺度結(jié)構(gòu)，不僅提高了活性位點(diǎn)的可及性，還顯著提升了催化效率。這些策略展示了從自然界汲取靈感解決工程問(wèn)題的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。