金屬鋅的儲量豐富、電化學(xué)可逆性好,，鋅-空氣電池的比能量高,，所以鋅-空氣電池作為靜態(tài)儲能和動力電源是一種比較理想的潛在方案；但鋅-空氣電池的效率和壽命受充電過程影響大,，制約了該類電池在市場上廣泛應(yīng)用,。當(dāng)對鋅-空氣電池充電時，電池陽極會不斷產(chǎn)生氧氣,，部分氧氣泡會粘附在電極表面,，阻滯充電過程。目前如何控制反應(yīng)釋放的氧氣泡是一個棘手的問題,。
近期,，清華大學(xué)汽車工程系裴普成教授研究團(tuán)隊(duì)在這方面的研究取得了較大進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)于2016年2月12日在英國《自然》出版集團(tuán)刊物旗下的《科學(xué)報(bào)告》發(fā)表論文《磁場誘導(dǎo)液體中氣泡的運(yùn)動行為》,，揭示了磁場可以驅(qū)動氣泡定向遷移,，消除了鋅-空氣電池電極表面氣泡集聚，降低了電能消耗,，遏制了有損電池壽命的枝晶生長,，使電解液成分和溫度更均勻。該項(xiàng)研究成果可應(yīng)用于其它金屬-空氣電池的充電過程,、金屬-空氣燃料電池的燃料還原,、電解制氣、金屬電解提純,、電鍍等領(lǐng)域,。除此之外，還可以擴(kuò)展應(yīng)用到醫(yī)學(xué)和軍事領(lǐng)域,。
在研究鋅-空氣電池充電過程中,，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)施加磁場能使電解液快速自動流動。在條形槽鋅-空氣電池充電中,，一側(cè)電極釋放的氧氣泡在磁場作用下沿著電極表面定向移動,，驅(qū)使電解液流動；在方形槽鋅-空氣電池充電中,，氧氣泡在磁場作用下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,。氣泡運(yùn)動方向取決于磁場方向,，氣泡運(yùn)動速度與磁場強(qiáng)度、充電電流呈正相關(guān)性,。
汽車系博士研究生王克亮為論文第一作者,，裴普成教授為通訊作者。
