金屬鋅的儲量豐富、電化學可逆性好,，鋅-空氣電池的比能量高,，所以鋅-空氣電池作為靜態(tài)儲能和動力電源是一種比較理想的潛在方案；但鋅-空氣電池的效率和壽命受充電過程影響大,，制約了該類電池在市場上廣泛應(yīng)用,。當對鋅-空氣電池充電時，電池陽極會不斷產(chǎn)生氧氣,，部分氧氣泡會粘附在電極表面,，阻滯充電過程。目前如何控制反應(yīng)釋放的氧氣泡是一個棘手的問題,。
近期,，清華大學汽車工程系裴普成教授研究團隊在這方面的研究取得了較大進展。該團隊于2016年2月12日在英國《自然》出版集團刊物旗下的《科學報告》發(fā)表論文《磁場誘導液體中氣泡的運動行為》,，揭示了磁場可以驅(qū)動氣泡定向遷移,，消除了鋅-空氣電池電極表面氣泡集聚，降低了電能消耗,，遏制了有損電池壽命的枝晶生長,，使電解液成分和溫度更均勻。該項研究成果可應(yīng)用于其它金屬-空氣電池的充電過程,、金屬-空氣燃料電池的燃料還原,、電解制氣、金屬電解提純,、電鍍等領(lǐng)域,。除此之外，還可以擴展應(yīng)用到醫(yī)學和軍事領(lǐng)域,。
在研究鋅-空氣電池充電過程中,，該研究團隊發(fā)現(xiàn)施加磁場能使電解液快速自動流動。在條形槽鋅-空氣電池充電中,，一側(cè)電極釋放的氧氣泡在磁場作用下沿著電極表面定向移動,，驅(qū)使電解液流動；在方形槽鋅-空氣電池充電中,，氧氣泡在磁場作用下做旋轉(zhuǎn)運動,。氣泡運動方向取決于磁場方向，氣泡運動速度與磁場強度,、充電電流呈正相關(guān)性,。
汽車系博士研究生王克亮為論文第一作者，裴普成教授為通訊作者,。
