Ajou大学化学系教授 Seo Seongeun 参与锂空气电池创新

by Lim Chunhan

Published 13 Feb.2025 14:16(KST)

新型氧化还原介质加速商业化进程

亚洲大学13日表示，由Seo Seongeun化学系教授参与的国际联合研究团队开发出一种新型氧化还原介体（BAC），有望解决作为下一代电池的锂空气电池在充放电效率和稳定性方面存在的问题。

由亚洲大学联合研究团队开发的氧化还原介体 BAC 的结构示意图，以及其与单重态氧之间高自由能反应路径的示意。图中显示 BAC 在锂氧电池中针对单重态氧保持稳定性能的可逆循环。＜照片=亚洲大学提供＞

本次研究重点在于克服由活性氧物种（ROS）导致的既有介体分解，以及过氧化锂累积引发的性能下降问题。

研究团队结合密度泛函理论（DFT）计算与实验方法，设计出一种在化学上稳定的双环二聚体结构BAC。该介体能够降低锂空气电池在充放电过程中产生的高过电压，并促进过氧化锂的高效分解，从而最大化电池的能量效率。研究结果显示，该技术有望大幅延长电池寿命并显著提升其稳定性。

这一研究成果已刊登在1月号《Advanced Materials》上，受到国际学界关注。除Seo Seongeun教授外，Ulsan Institute of Science and Technology的Kwak Wonjin教授和美国Oberlin College的Shuming Chen教授以共同通讯作者身份参与研究。此外，亚洲大学研究生院能源系统学科学生Hwang Jiwon（共同第一作者）、下一代能源科学研究所研究员Choi Myungsoo，以及研究生院能源系统学科学生Choi Haeun以共同作者身份为研究作出贡献。

目前已商业化的锂离子电池广泛应用于智能手机、笔记本电脑、电动汽车等诸多领域，但因存在起火风险和能量容量上限等问题，推动了对下一代电池开发需求的凸显。锂空气电池重量更轻、能量密度高出10倍以上，备受瞩目，但在反复充放电过程中产生的副反应一直成为其商业化的主要障碍。

此次新型氧化还原介体的开发有望克服上述局限，大幅改善锂空气电池的充放电效率，并实现长期稳定的高功率运行。Seo Seongeun教授表示：“我们研究团队开发的介体从根本上解决了既有问题，为跨越商业化门槛奠定了基础。这项技术也可应用于类似的能量储存系统和催化技术，将对整个下一代能源产业产生连锁效应。”