[发明专利]一种用于双电子、可逆氧气还原反应的催化剂

权利要求书

1.一种用于双电子、可逆氧气还原反应的催化剂，在特征在于，该催化剂包括：

金，及钴配位络合物或其聚合物；其中所述的钴配位络合物包括一种由四配位基有机螯合配体所螯合的钴离子，其中所述四配位基有机螯合配体为N,N'-双(亚水杨基)乙二胺或其衍生物；

所述钴配位络合物存在于与所述金接触的溶液中，或所述的钴配位络合物存在于覆盖金结构表面的涂层中；

所述金存在于颗粒中；

所述的颗粒为纳米颗粒，所述纳米颗粒的直径范围为从1nm到20nm；

所述钴配位络合物具有式(I)的结构：

其中：

R为亚烷基或亚芳基；

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8中的一个或多个是选自下面组中的导电部分：苯硫基、吡咯基、-NHC6H5、-CH＝CH-C6H5、-C≡CH及导电聚合物。

2.根据权利要求1所述的一种用于双电子、可逆氧气还原反应的催化剂，其特征在于：R2、R3、R6及R7中的一个或多个包括苯硫基。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于双电子、可逆氧气还原反应的催化剂，其特征在于：所述催化剂包括钴配位络合物的聚合物，所述聚合物由所述钴配位络合物的个别单体单元的有机螯合配体之间的键形成，其中所述聚合物通过电聚合制备。

4.根据权利要求3所述的一种用于双电子、可逆氧气还原反应的催化剂，其特征在于：所述聚合物作为覆盖含金结构表面的涂膜存在。

5.一种空气电极，其特征在于：该空气电极包含权利要求1-4中任一权项所述的一种用于双电子、可逆氧气还原反应的催化剂。

6.一种电化学蓄电池，其特征在于：该电化学蓄电池包含权利要求1-4中的任一权项所述的一种用于双电子、可逆氧气还原反应的催化剂，所述电化学蓄电池为金属空气可充电蓄电池或燃料电池。

7.根据权利要求6所述的电化学蓄电池，其特征在于：该电化学蓄电池还包括锂或锌电极、空气电极和至少一种电解质，所述至少一种电解质选自由下面各项组成的组中：有机电解质、聚合物电解质、含水电解质和固态电解质。

8.根据权利要求6或7所述的电化学蓄电池，其特征在于：该电化学蓄电池还包括锂电极、包括有机电解质的多孔载体、固态电解质、含水电解质、包括催化剂的层和空气电极；

其中，所述有机电解质与锂电极和固态电解质均接触；

其中，所述固态电解质与多孔载体和含水电解质均接触；

其中，所述含水电解质与固态电解质和包括催化剂的层均接触；而且

所述包括催化剂的层与含水电解质和空气电极和/或与空气电极相关联的气体扩散层均接触。

9.根据权利要求8所述的电化学蓄电池，其特征在于：所述多孔载体的厚度为200μm，所述有机电解质包括二甲基亚砜(DMSO)和LiClO4。

10.根据权利要求8或9所述的电化学蓄电池，其特征在于：所述固态电解质的厚度为0.1μm到10μm之间，所述固态电解质为锂超离子导体。

11.根据权利要求8-10中的任一权项所述的电化学蓄电池，其特征在于：所述含水电解质为碱性，所述含水电解质的pH为9到14之间。

12.根据权利要求8-9中的任一权项所述的电化学蓄电池，其特征在于：所述含水电解质含有过氧化物稳定剂，所述过氧化物稳定剂为硅酸钠或过渡金属离子络合剂或螯合剂。

13.根据权利要求12所述的电化学蓄电池，其特征在于：所述过氧化物稳定剂还可以为乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)或磷酸盐。