文献综述
文 献 综 述1.锌空气电池概述随着传统化石燃料的不断使用，全球变暖、环境污染和资源短缺等问正在严重影响着社会经济的可持续发展。
[1]锌空气电池因其在能量存储与转换方面的应用前景而备受科研人员关注。
锌空气电池（Zn-air Batteries，ZABs）是一种通过负极的锌合金和正极的氧气进行氧化还原反应来释放或储存能量的新型能源存储器件。
锌空气电池的比能量密度高达1084 Wh kg-1，是现有锂离子电池的5倍左右，拥有1.2~1.4 V的稳定放电电位，还具有电池安全性高，电极材料广泛、成本低，高环保等优势。
[2]图1 锌空气电池的基本原理和关键氧反应锌空气电池的结构和基本原理如图1所示，从左图可以看出，其主要结构组成包括正极空气电极以及其上的催化剂，隔膜，电解液以及负极锌电极。
[3]其反应过程简要可以概括为：在放电过程中，空气中的氧气通过空气电极扩散进入后被负载其上的催化剂催化发生氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction，ORR），而在负极锌电极上则发生锌的氧化，电解液中依靠氢氧根离子进行传导，而在外电路形成放电电流。
在充电过程中，则是正极空气电极上的催化剂催化氢氧根，发生氧析出反应（Oxygen Evolution Reaction，ORR），生成氧气并通过膜扩散到电极外部，而负极的锌电极则将电解液中的锌离子电镀到电极上，完成充电反应，其基本反应原理如下所示：[4]正极催化剂上的ORR反应：O2 2H2O 4e-4OH-E0 = 0.40 V vs. SHE负极锌电极上的反应：Zn 4OH-Zn(OH)42- 2e-Zn(OH)42-ZnO H2O 2OH- Zn 2OH-ZnO H2O 2e-E0 = 1.25 V vs. SHE总反应：2Zn O22ZnOEeq = 1.65 V vs. SHE锌空气电极的电化学过程机理复杂，涉及多相、多界面传质，其固有的迟滞反应动力学，包括放电过程中的氧还原反应（ORR）和充电过程中的氧析出反应（OER）是导致锌空气电池高极化和低可逆性的主要原因。
[5]因此，设计高效的双功能催化剂，加速反应动力学，降低电池的充放电过电位，对提高可逆性，改善其充放电效率及循环性能有着显著的效果。
[6]2.双功能催化剂研究进展目前研究较多的ORR/OER催化剂主要有三类，分别是贵金属材料，过渡金属氧化物和杂原子掺杂碳材料。
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