新能源领域迎来锰系材料突破，电池和制氢效率大幅提升

新能源领域迎来锰系材料突破，电池和制氢效率大幅提升

随着全球能源结构转型加速，新能源产业迎来蓬勃发展。在这一过程中，锰离子溶液凭借其独特的化学性质，在电池工业和电催化产氢领域展现出重要的应用价值，为实现碳中和目标提供了新的技术路径。

电解锰是制造钢铁合金的重要原料，能显著提高材料的硬度、耐蚀性和抗磨性。近年来，随着电池技术的发展，高纯硫酸锰作为关键原料，在锂离子电池领域得到广泛应用。

高纯硫酸锰主要用于制备镍钴锰三元材料，这是当前主流的锂离子电池正极材料之一。通过精确控制锰离子的含量和纯度，可以优化电池的容量、循环寿命和安全性。此外，高纯硫酸锰还可用于生产其他类型的锰盐，进一步拓展了其在电池工业中的应用范围。

在可再生能源领域，电解水制氢被视为实现碳中和的关键技术之一。然而，传统贵金属催化剂（如铱）的成本高昂，严重制约了其大规模应用。近期，科研人员在非贵金属催化剂的研发上取得了重要突破。

吉林大学：Mn-P合金化策略解决析氢难题

吉林大学研究团队针对水系锰离子电池中严重的析氢问题，创新性地提出了Mn-P合金化策略。通过调控材料的能带结构，成功抑制了析氢反应，使对称电池循环能力提升超过20倍。在全电池测试中，该技术在N/P为4的条件下实现了超过7000次的稳定循环，展现出优异的性能和应用潜力。

中日合作：氧化锰催化剂实现重大突破

日本理化学研究所与中科院大连化物所联合研究团队，在质子交换膜（PEM）电解水制氢领域取得了突破性进展。他们通过原子级结构调控，开发出具有高稳定性的氧化锰催化剂。实验结果显示，优化后的氧化锰催化剂在2伏电压下可实现2安培的电流密度，性能与贵金属铱相当，但成本显著降低。更重要的是，该催化剂在80℃、200mA/cm²电流密度下，耐久性测试时间超过1000小时，显示出优异的长期稳定性。

水系电池因其环境友好、成本低廉、安全性高等特点，被认为是下一代规模化储能的理想选择。而锰基材料凭借其高比容量、低氧化还原电位以及丰富的地壳储量，有望在这一领域占据重要地位。

在电解水制氢方面，非贵金属催化剂的开发是实现大规模应用的关键。氧化锰催化剂不仅资源丰富、价格低廉，而且通过结构优化可以达到与贵金属相当的催化性能，这为降低制氢成本、推动可再生能源大规模利用提供了新的解决方案。

随着相关技术的不断进步，锰离子溶液在新能源领域的应用前景将更加广阔。从电池工业到电催化产氢，这些创新性研究成果正为构建清洁、高效的能源体系注入新的动力。