【儀表網 研發(fā)快訊】近日，北京理工大學化學與化工學院孫克寧教授課題組在國際權威期刊《Coordination Chemistry Reviews》(影響因子23.5)上，發(fā)表了一篇關于可逆質子陶瓷電化學電池空氣電極的重磅綜述文章。該文章以“Air electrodes for reversible protonic ceramic electrochemical cells: fundamental principles, optimization strategies, advanced characterization, and future perspectives”為題，由任戎征預聘副教授、王振華教授和孫克寧教授擔任通訊作者，2025級博士研究生阮賢飛為第一作者。
 

　　可逆質子陶瓷電化學電池作為一種極具前景的能源轉換與存儲技術，在全球能源轉型中扮演著重要角色。然而，其整體性能在很大程度上受制于空氣電極的效率。該電極負責氧還原和氧析出等關鍵反應，其反應物的吸附與活化能力直接決定了電池的能量效率與長期穩(wěn)定性。因此，深入理解空氣電極的工作機制并探索其性能優(yōu)化策略，是該領域突破瓶頸的核心所在。
 

　　本綜述文章系統(tǒng)、全面地梳理了該領域的研究脈絡。文章開篇首先介紹了R-PCECs中常用的鈣鈦礦基電極材料，并深入闡釋了空氣電極涉及的基本電化學反應過程，清晰指出了當前該部件在催化活性、界面穩(wěn)定性及耐久性方面面臨的主要挑戰(zhàn)。
 

　　針對這些挑戰(zhàn)，文章從三個核心維度系統(tǒng)總結了最新的電極設計進展：
 

　　材料組成優(yōu)化：通過元素摻雜等手段調控材料的本征電子結構與催化活性位點。
 

　　復合材料設計：構建多相復合電極，協(xié)同提升離子傳導、電子傳導與催化反應能力。
 

　　界面工程：優(yōu)化電極與電解質之間的界面，降低反應阻抗，增強結構穩(wěn)固性。
 

　　文章對這些策略的優(yōu)勢與局限性進行了辯證分析，闡明了它們如何從不同角度提升電極的催化性能與運行穩(wěn)定性。
 

　　此外，綜述還重點總結了幾種應用于空氣電極研究的先進表征技術(如原位譜學分析、顯微成像技術等)。這些技術不僅能評估宏觀電池性能，更能從原子、分子尺度深入揭示電極表面的反應動力學與中間產物演化過程，為理性設計高性能電極提供了至關重要的理論依據和實驗指導。
 

　　在總結與展望部分，文章強調，未來需要通過精妙的微觀結構設計、開發(fā)新型多功能復合材料，并持續(xù)借助與開發(fā)更強大的原位/工況表征技術來揭示深層反應機制，從而推動可逆質子陶瓷電化學電池技術走向實際應用。
 

　　總而言之，這篇綜述從反應原理、改性方法到表征技術進行了系統(tǒng)性的歸納與評述，構建了一個從基礎到前沿的清晰知識框架，不僅深化了電催化領域的理論研究，也為R-PCECs未來的技術開發(fā)與創(chuàng)新指明了方向，具有重要的學術參考價值。