目前，裝備鋰離子電池的電動(dòng)車每次充電平均可行駛約 160 公里，但伊利諾大學(xué)芝加哥分校新研究表明，隨著結(jié)合過(guò)渡金屬二硫?qū)倩餅榇呋瘎┑?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/鋰空氣電池" target="_blank">鋰空氣電池問(wèn)世，未來(lái)電動(dòng)車每次充完電可以暢跑將近 800 公里。

　　目前，裝備鋰離子電池的電動(dòng)車每次充電平均可行駛約 160 公里，但伊利諾大學(xué)芝加哥分校新研究表明，隨著結(jié)合過(guò)渡金屬二硫?qū)倩餅榇呋瘎┑匿嚳諝怆姵貑?wèn)世，未來(lái)電動(dòng)車每次充完電可以暢跑將近 800 公里。

　　鋰空氣電池（Lithium–air battery）的陽(yáng)極（負(fù)極）采用金屬鋰，陰極（正極）材料則是空氣中的氧，能夠存儲(chǔ)比鋰離子電池多10倍的能量，且重量更輕。

　　若能再結(jié)合由二維材料制成的先進(jìn)催化劑，用來(lái)提高電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)速率，讓電池提供更多電荷，那么根據(jù)催化劑材料類型不同，還能讓鋰空氣電池的性能更上一層樓，是電動(dòng)車、手機(jī)、計(jì)算機(jī)下一代電池革命性替代品。有了鋰空氣電池，這些產(chǎn)品全部可以變成續(xù)航力怪獸。

　　最近伊利諾大學(xué)芝加哥分校（UIC）團(tuán)隊(duì)便合成了 15 種不同類型的過(guò)渡金屬二硫?qū)倩?，將之做為鋰空氣電池的催化劑材料，并在模擬鋰空氣電池的電化學(xué)系統(tǒng)中，測(cè)試這 15 種 TMDC 催化劑的性能。

　　過(guò)渡金屬二硫?qū)倩铮╰ransition metal dichalcogenide，TMD、TMDC）是一種二維材料的統(tǒng)稱，由元素周期表上部過(guò)渡金屬與硫族元素排列組合形成，較有名的組合比如二硒化鎢（WSe 2 ）；去年年末，成大物理系吳忠霖教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款破紀(jì)錄的單原子層二極管，即是使用二硒化鎢材料。

　　TMDC 具有高電子傳導(dǎo)性、原子級(jí)厚度、直接能隙（單層結(jié)構(gòu)）、快速電子轉(zhuǎn)移等優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)出極優(yōu)秀的光電相互作用，是理想的發(fā)光二極管、柔性太陽(yáng)能電池、高載子遷移率晶體管。

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究第一作者、機(jī)械與工業(yè)工程學(xué)院研究生 Leily Majidi 指出，TMDC 催化劑的反應(yīng)速率比傳統(tǒng)金、鉑催化劑還要高，表現(xiàn)如此好的原因之一，是因?yàn)?TMDC 材料具有更好的電子特性和更大的反應(yīng)表面積，有助于加速電池中的充放電反應(yīng)，且同時(shí)結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定；此外，二維材料與液態(tài)電解質(zhì)可說(shuō)是強(qiáng)強(qiáng)連手，有助于電子更快轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)更快的充電速度與更高效的儲(chǔ)存、放電能量。

　　這些新二維材料能將電池能量提升不只一個(gè)層次，只不過(guò)，鋰空氣電池目前仍處于開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)階段，科學(xué)家還得先找到有效、可大規(guī)模生產(chǎn)鋰空氣電池的方法。