金属空气电池技术
1988年，张华民在日本九州大学综合理工学院获得工学博士学位，回国前向恩师请教下一步研究方向，恩师回答，“如果要做材料，建议你研究低维材料(纳米超细粉、纳米线及纳米膜材料)，如果要做电池，建议你关注金属空气电池。金属空气电池的关键和难点是空气电极材料和结构，如果能解决空气电极的问题，电池技术就会产生革命化的进步。”20多年过去了，金属空气电池特别是锂-空气电池已经引起了人们的高度关注，并取得许多重大进展。
锂-空气电池并非全新概念，其最早由洛克希德公司研究人员于1976年提出。1996年，Abraham等人提出有机电解液体系，开创了锂-空气电池研究新局面。目前，锂-空气电池的研究主要集中于正极，其直接决定了电池的各项性能指标。能量密度方面，最具代表性的便是石墨烯类材料。美国西北太平洋国家实验室的研究人员，制备了一种具有气泡式结构的分层石墨烯材料，实现了约15000mAh/g的放电比容量，远超现有锂离子电池。
然而，锂-空气电池充放电过程中生成的含氧中间态产物会与碳材料、电解液等发生化学反应，导致大量副产物的生成(如碳酸锂等)，极大地影响了电池的循环过程，是制约其发展的瓶颈问题。Bruce等人将多孔金和碳化钛用于正极，可有效抑制副反应，100次循环容量保持率大于95%。
高能量密度是锂-空气电池的主要优势，而循环稳定性是其技术发展的关键和面临的难题。另一方面，金属锂的纯化和锂负极保护与充放电过程中的枝晶抑制，高活性正极催化组分以及选择性透氧膜的开发，电池结构设计集成技术等均是其实用化过程需要有效解决的问题。
延伸阅读：【作者简介】
张华民，现任中科院大连化物研究所研究员。
研究领域：
1.燃料电池关键材料及技术的研究开发
2.液流储能电池关键材料及技术的研究开发，液流储能电池的系统集成
3.可再生燃料电池关键材料及技术的研究开发，可再生燃料电池的系统集成
主要学术成就：
自2000年起，作为课题负责人负责主持并完成科技部“燃料电池技术”“九五”攻关项目及中科院科研项目，科技部“863”电动汽车重大专项“燃料电池发动机2”课题一期和二期研究开发项目，中国科学院知识创新二期重大项目“大功率质子交换膜燃料电池发动机及氢源技术”，863后续能源领域“氧化还原液流储能电池系统的研究开发”项目的研究开发。
目前，作为项目负责人，主持大连化物所与上海汽车集团合作项目《车用燃料电池应用基础研究》的开发，负责欧盟第六框架国际合作项目及三星合作项目等。主持与企业合作的“大功率全钒液流储能电池系统的研发及示范”项目。
回国后，张华民先后获得省部级科技发明一等奖一项，二等奖一项，获得国家四部委颁发的“九五”国家重点科技攻关计划优秀科技成果奖一项，GM中国科技成就二等奖一项。共发表研究论文200余篇，申报发明专利近70余项，国际专利16项。（内容来源：中国科学院大连化学物理研究所官网）
