随着人类对能源需求的增加和化石能源储量日益减少，能源的利用、转换及新能源开发引起人们的广泛关注。燃料电池是一种高效洁净的新能源，其中锌-空气电池以其优异的比能量及安全性成为人们关注的焦点。锌具有储量丰富、成本低、比容量高等优点，但是锌-空气电池所使用的贵金属催化剂价格昂贵，难以广泛应用。本文研究了廉价催化剂，以期实现锌-空气电池大规模工业化生产。本文以碳载体作为催化剂，研究了不同碳（煤质活性碳、木质活性碳、化学法活性碳、乙炔黑、V-72R活性碳、酚醛活性碳）种类及不同的预处理方式对碳载体催化效果的影响。结果表明：煤质活性碳与酚醛活性碳催化性能较好；最佳预处理方式为醇洗；将V-72R活性碳与醇洗煤质活性碳混合使用，当二者质量比为1:5时，催化效果最佳。碳载体为催化剂的催化层正交试验结果表明：碳载体、PTFE、Na₂SO₄质量比为20:6:5且不添加乙炔黑时催化效果最佳。以廉价的MnO₂/C作为空气电极的催化剂，研究了合成工艺、锰源和后处理方式对催化性能的影响。得出最佳合成路线：合成工艺为归一法，锰源为硫酸锰，MnO₂与碳载体的质量比为9:20，KMnO4浓度为15g/L，MnSO4·H2O与KMnO4摩尔比为1.5:1。应用最佳路线制得的MnO₂/C催化剂的锌-空气电池输出比功率可维持在100mW/cm2以上。利用单因素分析法分析了MnO₂/C为催化剂的催化层，结果表明：Na₂SO₄与碳载体的质量比为1:4，PTFE与总碳（碳载体与乙炔黑）的质量比为3:10且不含乙炔黑时，空气电极的性能最好。烘干后的空气电极经乙醇处理后，可提高电池的比功率；成型压力在0.875MPa/cm2下可制备性能较好的空气电极；高温热处理空气电极对其性能影响明显，温度越高，催化性能下降越明显。利用高分子保护法制备了碳载纳米银（Nano-Ag/C）催化剂，当PVP与AgNO3的质量比为2:1及Ag⁺浓度为0.01mol/L时，制备的催化剂催化活性最好。利用正交试验分析了Ag/C催化剂的催化层，得出最佳配比：碳载体、PTFE、Na₂SO₄、Ag的质量比为20:8:7:4。研究了MnO₂在MnO₂-Ag/C复合催化剂配比，得出最佳配比：MnO₂（归一法）与碳载体的质量比是1:5。比较了各类催化剂的催化能力和稳定性大小，得出催化能力大小顺序为：MnO₂-Ag/C，Ag/C，MnO₂/C，碳载体。稳定性大小顺序为：Ag/C，MnO₂-Ag/C，MnO₂/C，碳载体。采用SWOT分析法分析了锌-空气电池的市场优势、市场劣势、市场需求和市场竞争，分析结果表明：采用MnO₂/C作为空气电极的催化剂得到的锌-空气电池具有很强的市场竞争力。