海水电池代表了下一代储能设备，能够高效储存和释放来自海水的电能。其商业化的关键是开发具有成本效益的催化剂材料，而蔚山国立科学技术研究院（Ulsan National Institute of Science and Technology，UNIST）的研究人员成功解决了这一挑战。

图片来源：期刊《Chemical Engineering Journal》

据外媒报道，UNIST能源与化学工程学院的Dong Woog Lee教授及其团队通过将尿素与木材废料相结合，开发出了一种用于海水电池的高性能催化剂。这种创新的催化剂降低了海水电池所需的过电压，并加速了电化学反应，从而促进了快速放电。相关研究成果发表在期刊《Chemical Engineering Journal》。

传统上，铂等贵金属一直被用作催化剂；然而，这些材料价格高昂。Lee教授研究团队开发的催化剂利用了价格实惠的木质素和尿素。木质素是一种副产品，占木材的15%至35%，是在生产纸张和生物燃料的过程中产生的。尿素是一种在工业废水中含量丰富的物质，富含氮。

研究团队将木质素加热至800℃，同时在相同温度下与尿素发生反应，成功将氮掺杂到木质素结构的每个部分，从而制造出高性能催化剂。这种氮掺杂显著降低了放电所需的能量，同时取代了木质素基质中的特定碳原子。

在将新开发的催化剂应用于海水电池电极进行性能测试时，结果表明其性能与传统铂催化剂相当。值得注意的是，过电压低于铂（Pt/C）催化剂。

过电压越低，放电时可有效利用的可充电能量比例就越高。实现的最大功率密度为15.76 mW/cm2，接近铂催化剂的功率密度16.15 mW/cm2，这是放电速度的一个关键指标。

Lee教授表示：“我们提出了一种碳中和方法，不仅可以取代昂贵的贵金属催化剂，还可以最大限度地利用生物质和工业废料的价值。这种创新催化剂可以应用于各种储能系统，包括金属空气电池。”