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仪表网 研发快讯】近日，北京理工大学化学与化工学院孙克宁教授课题组在国际权威期刊《Coordination Chemistry Reviews》(影响因子23.5)上，发表了一篇关于可逆质子陶瓷电化学电池空气电极的重磅综述文章。该文章以“Air electrodes for reversible protonic ceramic electrochemical cells: fundamental principles, optimization strategies, advanced characterization, and future perspectives”为题，由任戎征预聘副教授、王振华教授和孙克宁教授担任通讯作者，2025级博士研究生阮贤飞为第一作者。
可逆质子陶瓷电化学电池作为一种极具前景的能源转换与存储技术，在全球能源转型中扮演着重要角色。然而，其整体性能在很大程度上受制于空气电极的效率。该电极负责氧还原和氧析出等关键反应，其反应物的吸附与活化能力直接决定了电池的能量效率与长期稳定性。因此，深入理解空气电极的工作机制并探索其性能优化策略，是该领域突破瓶颈的核心所在。
本综述文章系统、全面地梳理了该领域的研究脉络。文章开篇首先介绍了R-PCECs中常用的钙钛矿基电极材料，并深入阐释了空气电极涉及的基本电化学反应过程，清晰指出了当前该部件在催化活性、界面稳定性及耐久性方面面临的主要挑战。
针对这些挑战，文章从三个核心维度系统总结了最新的电极设计进展：
材料组成优化：通过元素掺杂等手段调控材料的本征电子结构与催化活性位点。
复合材料设计：构建多相复合电极，协同提升离子传导、电子传导与催化反应能力。
界面工程：优化电极与电解质之间的界面，降低反应阻抗，增强结构稳固性。
文章对这些策略的优势与局限性进行了辩证分析，阐明了它们如何从不同角度提升电极的催化性能与运行稳定性。
此外，综述还重点总结了几种应用于空气电极研究的先进表征技术(如原位谱学分析、显微成像技术等)。这些技术不仅能评估宏观电池性能，更能从原子、分子尺度深入揭示电极表面的反应动力学与中间产物演化过程，为理性设计高性能电极提供了至关重要的理论依据和实验指导。
在总结与展望部分，文章强调，未来需要通过精妙的微观结构设计、开发新型多功能复合材料，并持续借助与开发更强大的原位/工况表征技术来揭示深层反应机制，从而推动可逆质子陶瓷电化学电池技术走向实际应用。
总而言之，这篇综述从反应原理、改性方法到表征技术进行了系统性的归纳与评述，构建了一个从基础到前沿的清晰知识框架，不仅深化了电催化领域的理论研究，也为R-PCECs未来的技术开发与创新指明了方向，具有重要的学术参考价值。
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