二維材料構筑的催化劑可提升電動汽車的行駛里程。

鋰空氣電池（Lithium-airbatteries）是一種用鋰作負極，以空氣中的氧氣作正極的電池。雖然鋰空氣電池目前仍處于實驗開發階段，但其在能量密度方面表現出來的優勢已經得到了認可，有望成為普通鋰離子電池的革命性替代品。催化劑有助于提高電池內部的化學反應速率、提升電池儲能和供能性能。因此將鋰空氣電池與用二維材料制成的先進催化劑配合使用，有望進一步提升鋰空氣電池的性能。

phys.org網站1月10日報道，美國伊利諾伊大學芝加哥分校副教授AminSalehi-Khojin的團隊在《先進材料》（AdvancedMaterials）雜志撰文稱，他們合成了多種二維材料，部分材料作為催化劑使用，可使鋰空氣電池的儲能性提升10倍。論文通訊作者AminSalehi-Khojin說。“現在，電動汽車每次充電后大約可以行駛100英里，將二維催化劑加入鋰空氣電池中，可使其單次充電后的行駛里程增加到400~500英里。這將是儲能領域的一個重大突破。”

AminSalehi-Khojin團隊共合成了15種不同類型的二維過渡金屬二硫化合物（TMDCs）。TMDCs是一種性質獨特的化合物，它具有良好的導電性和電子快速轉移能力，可以用于促進電池充、放電過程中的化學反應。研究人員對15種TMDCs在鋰空氣電池模擬系統中的催化性能進行了研究。論文第一作者、伊利諾伊大學芝加哥分校研究生LeilyMajidi解釋說：“將TMDCs設計成二維結構，可獲得更好的更好的電子性能和更大的反應表面積，從而使其以更穩定的結構參與電池內的電化學反應。與鉑、金等傳統催化劑相比，二維TMDCs的催化性能要強得多。”

此外，這種二維材料還能與電解質產生協同作用。AminSalehi-Khojin說：“我們開發的二維TMDCs材料可與離子液體電解質產生協同效應，幫助電子更快地轉移，從而更有效地存儲和釋放能量。這類新材料代表了一種提升電池性能的新途徑。現在我們需要做的，就是找到優化材料性能和大規模生產這種材料的方法。”