日前，天津大學(xué)楊全紅、凌國維、張辰聯(lián)合團(tuán)隊成功研發(fā)全新能源轉(zhuǎn)化材料，這種新材料能夠“捕捉”深海中稀薄的氧分子并轉(zhuǎn)化成為電能，實現(xiàn)長周期運行，成為一種節(jié)能、穩(wěn)定的“海水電池”。該研究成果已被最新一期國際能源領(lǐng)域權(quán)威期刊《先進(jìn)能源材料》選為封面文章。

圖片由受訪者提供

據(jù)介紹，深海被譽為“地球最寧靜而神秘的地方”，那里生存著古老的原核生物，蘊藏著豐富的自然資源，對人類未來意義非凡。深海探測離不開穩(wěn)定的電力供應(yīng)。長期以來，科學(xué)家一直希望制造出直接利用海水作為電解質(zhì)和能量來源的“海水電池”。然而，海水電池氧還原反應(yīng)所必須的氧分子在深海環(huán)境中含量稀少，一種能夠在深海貧氧環(huán)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(guān)鍵。

天津大學(xué)海洋學(xué)院、化工學(xué)院聯(lián)合團(tuán)隊提出了“面向深海貧氧環(huán)境海水電池高效親氧催化劑”的設(shè)計策略，他們通過微波合成法制備出一種新型單原子催化劑。實驗結(jié)果顯示，這種新材料能夠在貧氧環(huán)境下進(jìn)行高效氧還原催化，從而產(chǎn)生電能。用這種新材料制造的海水電池能夠在水下超千米的深海環(huán)境中穩(wěn)定供電。

“下一步，我們將在深海極端環(huán)境下測試這種新材料。”據(jù)聯(lián)合團(tuán)隊張辰博士介紹，該成果現(xiàn)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(xiàn)出未來能源器件的變革性應(yīng)用場景，為深海能源供應(yīng)和極端環(huán)境能源保障等國家重大需求提供支撐，助力海洋強國建設(shè)。”