폐망간 전지에서 추출한 Mn₃O₄는 리튬-공기 전지의 전기화학 촉매로 활용되어 안정적인 성능을 보였다. Mn₃O₄는 안정적인 스피넬 구조를 형성하여 방전 과정에서 추가적인 수분 방출이 없으며, 이는 전극 부식 및 전해질 부반응을 방지하고 안정적인 사이클 성능을 제공한다. Mn₃O₄는 γ-MnO₂ 에 비해 완만한 초기 충전 곡선을 보여주며, 이는 Mn₃O₄가 Li₂O₂를 분해하기 위한 전기 촉매 활성이 있음을 나타낸다. 또한, Mn₃O₄는 30사이클까지 안정적인 성능을 유지한 반면, γ-MnO₂는 18사이클 이후부터 불안정한 방전 용량을 보여준다. 이러한 결과는 Mn₃O₄가 수분 방출을 소재 구조적으로 방지함으로써 전지의 불안정성을 최소화하고 경제성과 내구성을 겸비한 촉매로써 활용가능함을 보여준다. 더나아가, 폐망간 전지의 효율적 재활용 및 리튬-공기 전지 실용화를 위한 새로운 기술적 가능성을 제시한다.

Mn₃O₄ extracted from spent manganese batteries demonstrated stable performance as an electrocatalyst for lithium-air batteries. Mn₃O₄ forms a stable spinel structure that prevents additional water release during the discharge process, effectively mitigating electrode corrosion and electrolyte side reactions while ensuring reliable cycling performance. Compared to γ-MnO₂, Mn₃O₄ exhibits a gentler initial charging curve, suggesting superior electrocatalytic activity for Li₂O₂ decomposition. Furthermore, Mn₃O₄ maintained consistent performance for 30 cycles, whereas γ-MnO₂ showed significant discharge instability after 18 cycles. These findings underscore that Mn₃O₄ prevents water release through its intrinsic structural stability, reducing operational instability while providing both cost-effective and durable catalytic performance. Moreover, this study highlights the feasibility of Mn₃O₄ as an electrocatalyst for the efficient recycling of spent manganese batteries and its real-world application in lithium-air batteries.

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