供稿、供圖：化學與化工學院    編輯：田柳

近日，北京理工大學化學與化工學院孫克寧教授課題組在可逆質(zhì)子陶瓷電化學電池（R-PCECs）空氣電極方面發(fā)表綜述文章，相關(guān)研究成果以“Air electrodes for reversible protonic ceramic electrochemical cells: fundamental principles, optimization strategies, advanced characterization, and future perspectives”為題，發(fā)表于國際期刊《Coordination Chemistry Reviews》（IF=23.5）。化學與化工學院任戎征預聘副教授、王振華教授和孫克寧教授為論文通訊作者，2025級博士研究生阮賢飛為第一作者。

圖1 本綜述聚焦主題的框架圖

可逆質(zhì)子陶瓷電化學電池在全球能源領域具有重要地位，其性能關(guān)鍵制約因素之一是空氣電極。優(yōu)化空氣電極對反應物的吸附與活化能力，需依靠合理設計。該綜述文章系統(tǒng)全面地總結(jié)了空氣電極的反應機制和改性策略，深入討論了反應物與電極之間復雜的相互作用關(guān)系，不僅有助于提升電催化領域的研究深度，也為R-PCECs未來的研究方向提供了新的思路（圖1）。文章首先介紹了R-PCECs中常用的鈣鈦礦材料，并闡述了空氣電極涉及的基本反應過程，進而指出了該領域當前面臨的主要挑戰(zhàn)（圖2）。

圖2 空氣電極的影響因素

針對上述挑戰(zhàn)，文章從材料組成優(yōu)化、復合材料設計與界面工程三個維度，系統(tǒng)總結(jié)了近期空氣電極設計上的最新研究進展，分析了不同方法的優(yōu)勢與局限，并同時探討了它們對提升電極催化活性與運行穩(wěn)定性的作用（圖3）。隨后，文章總結(jié)了幾種在空氣電極研究中應用的先進表征技術(shù)。這些技術(shù)不僅能評估電池性能，更能深入揭示電極反應機制，為空氣電極的優(yōu)化設計提供理論指導與支撐。

圖3 空氣電極改性策略

最后，文章對空氣電極研究的現(xiàn)狀進行了總結(jié)，并對未來發(fā)展提出了展望，強調(diào)通過微觀結(jié)構(gòu)設計、開發(fā)新型多功能材料以及運用先進表征技術(shù)來揭示深層反應機制，是推動該領域向前發(fā)展的重要途徑。本綜述從反應機制、改性策略到表征技術(shù)進行了系統(tǒng)性的歸納與評述，為該領域的后續(xù)研究提供了清晰的參考框架。

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ccr.2025.217550

（審核：王振華）