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注：文末有 研究团队简介 及本文 科研思路分析
太阳能的使用对社会的可连续生长是至关重要的将光能引入到经典的电化学反映体系中已经取得了一定成效。
那么能否在可充电锌-空气电池中同时实现光能向电能和化学能的转化与有效存储呢？克日 南开大学的 李福军团队基于 光引发ORR与OER构建了一种 夹心三明治结构的高性能锌-空气电池。
李福军南开大学化学学院特聘研究员国家优青。划分于南开大学（导师陈军院士）和香港大学获得硕士和博士学位先后在日本东京大学和AIST （2012/01-2015/08）从事博士后研究2015年入职南开大学化学学院。
主要从事新能源质料和新型电池体系的研究。迄今为止以第一或通讯作者在 Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.、Nano Lett.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater. 等国际知名期刊上揭晓学术论文30余篇。
近几年直接将光能在可充电电池中举行转换或存储的实验引起了研究人员的极大兴趣但如何在锌-空气电池中同时实现光能向电能和化学能的转化仍存在机制认识不清和电极质料缺失的难题。
对此南开大学李福军团队接纳原位负载于碳纤维上的聚(1,4-二(2-噻吩基)苯（PDTB）和二氧化钛（TiO 2 ）半导体作为锌-空气电池的正极催化剂划分用于光引发ORR与OER并划分在放电与充电历程中与多孔锌负极组成回路。在放电历程中PDTB电极受光照被引发的光电子进入PDTB的导带注入O 2 的分子轨道从而促进ORR提升电池的放电电压；在充电历程中TiO 2 电极受光照价带中形成强氧化性的空穴在外加电压的作用下驱动OER同时光电子通过外电路传输到负极将ZnO还原为Zn进而降低电池的充电电压。这种三明治锌-空气电池结构确保了 同时在放电和充电历程中的光能使用。
电化学性能测试效果讲明：所构建的锌空气电池具有 创纪录的高放电电压1.90 V和低充电电压0.59 V（均不受限于热力学平衡电位1.64 V） 而且纵然在10 mA c m-2的电流密度下放电电压仍高于充电电压。
这一“反通例”的现象是由于放电和充电历程中光能向电能和化学能的转化。这项事情不仅为光能在锌空气电池中的转化与存储提供了新途径而且也对光物理与化学、电催化等的联合以及功效分子的设计与合成具有重要指导意义。
这一结果近期揭晓在 Angew. Chem. Int. Ed. 上文章的第一作者是南开大学博士研究生 杜东峰。
Photo-excited oxygen reduction and oxygen evolution reactions enabling a high-performance Zn-air battery
近年来可充电锌-空气电池作为一种能源储存装置以其成本低、宁静性高、理论能量密度大等。
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