在“双碳”目标引领与新型储能产业高速发展的浪潮下，动力电池与储能系统对低成本、高安全、长寿命关键材料的需求日益迫切。近日，新余学院“储能锌材”团队依托动力储能电池及材料江西省重点实验室，历经四年科研攻关，成功研发出ZMCNF双功能非贵金属正极催化剂，以技术创新打破贵金属依赖，为锌-空气电池规模化商用提供国产化解决方案。

锌-空气电池原理图

锌空电池凭借高能量密度、本质安全、锌资源丰富、环境友好等优势，被视作下一代电网储能、车载电源、消费电子的理想技术路线。然而，行业长期面临贵金属催化剂成本高、双功能催化不足、循环寿命短、功率密度偏低等痛点，传统铂碳、二氧化钌等催化剂价格高昂（约50万元/Kg），且易中毒失活，严重制约产业化进程。

针对行业四大困局——资源依赖、安全隐患、成本高企、性能瓶颈，项目团队锚定非贵金属复合材料方向，从材料结构、粘结体系、气体扩散层三大维度系统性突破。团队创新采用静电纺丝+原位复合+高温碳化工艺，将ZIF-67与Co-MOG纳米颗粒嵌入聚丙烯腈纤维基体，构建三维互联网状碳纳米纤维结构，形成高密度M-N-C活性中心，实现ORR氧还原与OER析氧高效双功能催化。

ZM-CNF催化剂制备方法

经国家级查新机构认证，该技术国内首创、具备新颖性。核心性能数据实现跨越式提升：ORR极限电流密度从4mA/cm2提升至6mA/cm2，OER性能媲美商用RuO2；锌空气电池峰值功率密度达125mW/cm2，比容量接近800mAh/g，稳定循环超1000次，较传统贵金属催化剂循环寿命提升5倍、成本降低90%。

催化剂性能测试

团队同步攻克催化层脱落、气体传输不畅等工程难题：通过PTFE/Nafion/PVDF复合粘结剂配比优化，电池170小时衰减率从74%降至8%；0.25mm防水透气扩散层精准匹配，显著提升功率密度与运行稳定性。整套技术方案让锌空气电池成本下降约15%，能量密度达1100Wh/Kg，开路电压稳定在1.46V。

目前，项目成果已走出实验室，进入中试验证与产业化对接阶段。团队与不遗余锂（广东）能源、广州绿拓科技、江西裕基电气、江西普利威图电气、新余富通模具等企业达成合作，完成小试与中试应用验证，性能指标全面超越市面同类催化剂。企业应用证明显示，该催化剂可部分替代贵金属体系，显著提升电池稳定性与综合性能，具备大规模推广价值。

项目成果转化

项目已形成坚实知识产权壁垒：累计发表高水平论文4篇（含中科院二区TOP、北大核心），授权发明专利1项、公开实审2项，授权材料电化学性能分析系统软件著作权1项。项目获燕山大学、沈阳农业大学等多位储能与催化领域专家授联名推荐，技术水平达到同类材料先进水准。

商业布局上，团队构建“上游原料供应-委托加工生产-下游承包销售”完整产业链，与企业采用技术授权、销售分成、技术占股、联合研发等多元合作模式，预计项目毛利率稳定保持在30%以上。未来三年，团队将推进规模化生产线建设，拓展至电网储能、通信基站、特种电源、燃料电池等场景，打造非贵金属催化材料标杆品牌。

作为大学生创新创业团队，“储能锌材”以科创赋能成长，成员斩获国家级一等奖、省级二等奖等多项荣誉，承担省级大创项目4项、横向课题1项。团队同步开展新能源科普进校园志愿服务，以产学研用融合培养新能源领域青年人才，以技术创新助力能源安全与“双碳”战略落地。

从实验室突破到产业化启航，“储能锌材”团队以非贵金属催化技术，为新型储能装上“中国芯”，用青年智慧推动下一代储能技术高性能、低成本、规模化应用，为绿色能源产业高质量发展注入青春动能。

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