我院陈义旺/袁凯教授团队在《Adv. Mater.》上发表最新研究成果

Adv. Mater.：锌空气电池和氢燃料电池空气电极结构的新进展（DOI: 10.1002/adma.202308326）

空气电极是锌空气电池（ZAB）和氢燃料电池（HFC）等需氧型能量存储与转换设备的重要组成部分，它决定了这类设备的输出功率和稳定性。为了克服空气电极阴极反应动力学迟缓和快速的反应活性衰减，近几十年来，研究人员在高效稳定的阴极催化剂方面取得了长足的进步，并实现了活性位点原子级的精确调控。然而对于空气电极的研究进展仍然十分缓慢，严重阻碍了基于空气电极的能量存储与转换设备的实际应用。

赣南师范大学/江西师范大学/南昌大学陈义旺教授、南昌大学袁凯教授研究团队系统地揭示了液态锌空气电池、准固态锌空气电池、质子交换膜燃料电池和阴离子交换膜燃料电池的空气电极的微观反应界面到宏观传质的机理和局限性。本综述首先简要介绍了ZABs和HFCs空气电极早期到现阶段的发展，及各阶段对空气电极的需求。然后，作者总结了ZAB的工作机制和涉及的电催化反应机理，并通过阐明不同尺度的ZABs空气电极界面。随后，作者归纳了改进可充电ZABs空气电极的策略，包括创新的电极结构和双功能氧催化剂。此外，本综述概括了质子交换膜燃料电池（PEMFC）和阴离子交换膜燃料电池（AEMFC）的运行机理，并提出了它们各自的膜电极（MEA）存在的问题。根据PEMFCs和AEMFCs的各自不足，作者详细讨论了PEMFCs的MEA中阴极ORR催化剂、离聚物分布、气体扩散层和空气电极稳定性问题；对于AEMFCs，作者重点讨论了阳极HOR催化剂、离聚物选择和离子交换膜结构问。最后，该综述还展望了不同工作应用场景中空气电极结构的未来发展方向。

[三审三校：邓泽阳 蒋平 袁凯]