近日，校长魏世忠教授团队与北京大学郭少军教授合作，在材料领域国际顶级学术期刊《Advanced Materials》（影响因子26.8）上发表题为“Pt₁/MnO₂Nanotip Inducing Local Electric Field Intensifies Oxygen Transport for High-Energy-Density Al-air Battery Stacks”（《Pt₁/MnO₂纳米尖端诱导局域电场增强氧气传质用于高能量密度铝空气电池电堆》）的高水平研究论文。郑州轻工业大学为第一署名单位，魏世忠教授和巩飞龙副教授为共同通讯作者，禁忌书屋 青年教师宋敏博士和硕士研究生张红阁为共同第一作者。

该研究聚焦单原子催化剂在金属空气电池应用中氧气传输效率低的关键瓶颈问题，通过调控MnO₂载体晶面，成功增强局域电场并优化活性位点配位微环境，显著降低空气阴极氧气传输阻力，提高Pt单原子浸出能垒，从而大幅提升氧还原反应活性和稳定性，实现铝-空气电池的高效稳定运行。实验数据显示，采用B-Pt₁/MnO₂催化剂的电池能量密度高达3690.6 Wh kg^-1，在50 mA cm^-2电流密度下表现出优异稳定性，性能优于目前已报道的同类催化剂。基于该催化剂的实验室电池可稳定为手机充电，组装的铝空气电堆能量密度达到480.2 Wh kg^-1，接近美国能源部对动力电池的技术要求，并可稳定驱动180瓦电视工作。技术经济分析表明，该系统的成本仅为已报道铝空气电池的1/50，展现出在可持续能源领域的广阔应用前景。

本研究得到了国家自然科学基金重点项目等项目的资助。

文章链接：//doi.org/10.1002/adma.72745.