近日，我校材料与化学工程学院郭雷教授团队在锰基催化与高性能铝空气电池研究方面取得新进展。相关成果以“Synergistic Coupling of Mn3O4-N-C Cathode and Additive-Mediated Anode Stabilization for High-Utilization Alkaline Al-Air Batteries”为题，在线发表于美国化学会旗下可持续化学与工程领域重要国际期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》。郭雷教授、石维教授为论文共同通讯作者，硕士研究生苏安康、花佳丽，昙艳副教授、张清博士，以及我校境外联合培养硕士生导师吕海明研究员（香港城市大学）、Viswanathan S. Saji教授（沙特阿拉伯法赫德国王石油与矿业大学）共同参与该项研究。

铝空气电池具有理论能量密度高、资源丰富和成本较低等优势，在高比能储能和应急供能等领域具有良好应用前景，但铝阳极自腐蚀、寄生析氢以及空气阴极氧还原动力学缓慢等问题制约了其性能提升。针对上述关键问题，研究团队提出“阴极催化动力学强化—阳极界面稳定化”双电极协同调控策略。在空气阴极方面，采用凝胶辅助热解方法构筑Mn3O4-N-C复合氧还原催化剂，其半波电位达到0.893 V，表现出良好的催化活性和稳定性；在铝阳极方面，引入异辛酸亚锡（TEA）作为多功能电解液添加剂，通过有机阴离子吸附与Sn物种原位沉积协同构筑保护界面，有效抑制铝阳极自腐蚀和析氢副反应。得益于阴阳极协同优化，组装的铝空气电池在20 mA/cm2下铝阳极利用率达到78.6%，比容量达到2382.5 mAh/g，最大功率密度达到69 mW/cm2，并表现出良好的持续放电和实际负载驱动能力。

研究团队将锰基非贵金属催化材料与铝阳极界面调控相结合，实现了空气阴极反应动力学与铝阳极界面稳定性的协同优化，为高性能碱性铝空气电池设计提供了新思路，并拓展了锰基功能材料在先进能源领域的应用，为铜仁锰资源高值化利用提供了研究基础和技术参考。该研究获得贵州省高层次人才培养科技创新青年拔尖人才计划、铜仁市碳酸锰矿资源综合利用实验室项目、贵州省研究生科研基金项目等资助。

（供稿：材化学院  一审：张东方  二审：张朝飞  三审：周永雄）

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