新材料捕氧能力提升 “海水電池”更節能穩定

科技日報天津5月12日電 （記者陳曦 通訊員焦德芳）記者12日從天津大學獲悉，該校楊全紅、凌國維、張辰聯合團隊成功研發出全新能源轉化材料，這種新材料能夠“捕捉”深海中稀薄的氧分子並轉化成為電能，實現長週期運行，成為一種節能、穩定的“海水電池”。最新一期國際能源領域權威期刊《先進能源材料》以封面文章的形式介紹了該研究成果。

深海被譽為“地球最寧靜而神秘的地方”，那裏生存着古老的原核生物，藴藏着豐富的自然資源，對人類未來意義非凡。深海探測離不開穩定的電力供應。長期以來，科學家一直希望製造出直接利用海水作為電解質和能量來源的“海水電池”。然而，海水電池氧化還原反應所必需的氧分子在深海環境中含量稀少，一種能夠在深海貧氧環境下高效富集氧分子的新型材料是為人類探索深海提供能源保障的關鍵。

天津大學海洋學院、化工學院聯合團隊提出了“面向深海貧氧環境海水電池高效親氧催化劑”的設計策略，他們通過微波合成法製備出一種新型單原子催化劑。實驗結果顯示，這種新材料能夠在貧氧環境下進行高效氧還原催化，從而產生電能。用這種新材料製造的海水電池能夠在水下超千米的深海環境中穩定供電。

“下一步，我們將在深海極端環境下測試這種新材料。”聯合團隊的張辰博士介紹，該成果現已同時申請國家專利和國際專利，“我們期待這項研究能夠展現出未來能源器件的變革性應用場景，為深海能源供應和極端環境能源保障等國家重大需求提供支撐，助力海洋強國建設。”