锌空气电池通过大气中的氧气和锌之间的化学反应产生电力，被认为是满足电动汽车而不是锂离子电池爆炸性需求的下一代候选电池。它们理论上满足下一代二次电池所需的所有特性，例如高能量密度、低爆炸风险、环保(不排放污染物)和低成本材料(锌和空气，可以很容易地从自然)。

韩国科学技术研究院(KIST)宣布，由JoongKeeLee博士(储能研究中心)领导的研究小组开发了一种利用太阳能提高锌空气电池电化学性能的技术，该技术正在兴起二次电池领域的新研发领域。

研究团队开发的电池采用具有交替能级半导体结构的光活性双功能空气电催化剂，显着提高了发电的氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的速率。光活性双功能催化剂是一种通过吸收光能来加速化学反应的化合物，比传统的锌空气电池催化剂具有更高的光吸收能力。

在以金属和空气作为电池正负极的锌空气电池中，必须交替进行OER和ORR，以将氧气作为正极活性物质进行电能转换。因此，由碳材料制成的正极集流体的催化活性是决定锌空气电池能量密度和整体电池效率的重要因素。

因此，KIST研究小组将重点放在pn异质结这一太阳能电池和半导体的基本结构单元上，作为提高锌空气电池慢催化活性的措施。目标是通过使用发生电子运动的半导体的界面特性来加速氧气的产生减少过程。为此，合成了具有异质结带隙结构的阴极材料，具有n型半导体(石墨氮化碳，gC3N4)和p型半导体(铜掺杂的ZIF-67(ZeoliticImidazolateFramework-67)，CuZIF-67)。

此外，为了确认具有交替能级的pn异质结结构的光活性双功能催化剂的商业潜力，在没有光的真实条件下进行了实验。原型电池的能量密度为731.9mAhgZn-1，与现有锌空气电池的最佳性能相似。在阳光照射下，能量密度增加约7%，达到781.7mAhgZn-1和优异的循环性能(334小时，1000次循环)，在已知催化剂中表现出最好的性能。

李博士说：“太阳能的利用不仅是提高二次电池电化学性能的重要组成部分，也是实现可持续社会的重要组成部分。我们希望这项技术将成为推动新融合技术发展的催化剂。半导体物理和电化学，此外还解决了作为锂离子电池替代品出现的金属空气电池的困难。”