锰基非铂催化技术获关键进展 锌空电池低成本产业化再添核心支撑

　　近日，广西师范大学“锌锰新材”科研团队在非贵金属氧还原催化领域取得重要产业化进展，团队自主研发的MoP@Mn-SAC-NC锰基单原子催化剂完成首批公斤级中试验证，核心性能指标达到行业先进水平，为锌空电池摆脱铂基材料依赖、推进低成本规模化落地提供了重要技术支撑。
　　作为新型储能技术的重要分支，锌空电池凭借零热失控风险、高能量密度、储运成本低等独特优势，在助听器、便携备用电源、特种装备等场景具备不可替代的竞争力。但长期以来，锌空电池核心氧还原催化剂高度依赖贵金属铂，铂资源稀缺、价格高昂且波动大，直接推高了电池生产成本，制约了锌空电池的大规模普及。开发高性能、低成本的非贵金属催化剂，成为产业破局的关键方向。
　　针对锰基催化剂普遍存在的本征活性低、活性位点易失活、传质与电子传输受阻三大行业痛点，团队通过三大核心技术创新实现系统突破：一是通过EPSI电子-磷化物载体相互作用精准调控锰活性中心自旋态，优化d轨道电子排布，从本质上提升本征催化活性；二是构建Mn-MoP稳定异质界面结构，通过多重锚定效应抑制碱性环境下活性位点溶解流失，大幅提升循环稳定性；三是设计分级多孔碳载体，搭建三维导电网络，同步优化传质效率与电子传输能力。经测试，催化剂半波电位达0.894V vs RHE，组装液态锌空电池峰值功率密度达173 mW/cm²，循环寿命可达840小时，综合性能对标商用铂碳催化剂，而材料成本降低70%以上。
　　在实验室技术突破的基础上，团队依托广西电化学能源材料与器件科技成果转化中试研究基地（自治区级）完成首批公斤级中试验证。本次中试采用标准化制备流程，共完成3个批次样品试制，其中两批次性能指标达到合格标准，最优批次性能与实验室小试水平基本持平；同时也暴露了批次间均一性有待提升的问题。针对相关问题，团队已形成工艺优化方案，计划启动第二批中试，重点优化配料精度与炉内温度均匀性，目标批次合格率提升至95%以上，为后续柔性代工量产奠定工艺基础。
　　项目研发过程中，充分依托产学研与国际合作平台资源。团队依托中国-巴基斯坦联合培养实验基地开展跨国科研协同，共享表征与实验资源，针对南亚高温工况开展材料适配研究；与全球化工巨头沙特基础工业公司（SABIC）开展电催化领域横向科研合作，核心技术平台的通用性获得国际产业界认可。同时，项目扎根广西本地锰矿资源优势，广西锰矿查明储量占全国43.34%，技术落地后将助力本土锰资源高值化利用，推动地方锰产业向高端新能源材料升级。
　　业内人士表示，该锰基催化技术的突破与中试验证，为非贵金属氧还原催化剂提供了可落地的技术路线，有望进一步释放锌空电池的成本与安全优势，推动其在消费电子、分布式储能、特种装备等场景的更广泛应用。后续随着工艺优化与产业对接的推进，有望为新能源材料国产化替代注入新的青年科创动力。