为二次电池电极催化剂引入“植物根系设计”，容量与效率双提升
釜庆大学发布研究结果称，在用于下一代二次电池电极的催化剂上应用“植物根系设计策略”，成功大幅提升了耐久性。
国立釜庆大学教授 Ko Minseong 研究团队与美国劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）研究员 Jang Haeseong 博士合作，利用碳纳米管（Carbon nanotube），成功开发出了高耐久性的石墨电极催化剂。
近期，被认为不存在起火风险的水系储能装置“钒液流电池”作为下一代二次电池备受关注，围绕如何实现电池的长寿命与高容量的结构设计研究成为主要课题。
据釜庆大学研究团队介绍，为了实现较高的能量密度，钒液流电池通常使用价格昂贵的贵金属或过渡金属氧化物作为电极催化剂。但由于酸性电解液流动带来的持续摩擦，会导致电极表面及催化剂材料发生腐蚀和损伤。
为解决腐蚀和损伤问题，Ko Minseong 教授研究团队在电极催化剂上引入了植物根系设计策略。也就是说，提出了一种合成工艺，使碳纳米管像植物根系牢牢扎入土壤那样“植入”石墨电极内部的碳载体中。
研究团队利用石墨电极与镍催化剂之间的还原反应，使镍纳米颗粒向电极内部渗透，并通过碳氢化合物气体的作用，引导碳纳米管自电极内部向外生长。
研究团队开发的采用碳纳米管催化剂的复合电极，在液流电池特有的酸性电解液环境以及电解液流动条件下，表现出极高的耐久性。
实验结果显示，与传统石墨电极相比，该电极的容量性能提升了40%，并实现了86.9%的高能量效率。
Ko Minseong 教授表示：“类似植物根系的这种设计，如果利用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition）方法，相对容易合成，因此有望在除钒以外的多种水系液流电池中也能稳定应用。”
在韩国研究财团资助下完成的这一研究，近日发表在碳材料领域国际学术期刊《Carbon》上。
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