プラチナ・ゴールドナノ粒子は,充電可能なリチウム空気電池のための高度に活性な二機能電気触媒です
Yi-Chun Lu1, Zhichuan Xu, Hubert A Gasteiger
1Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA.
Journal of the American Chemical Society
|June 10, 2010
まとめ
プラチナ・ゴールドナノ粒子は,リチウム酸素電池の性能を大幅に高めます. これらのPtAu/C触媒は,リチャージ可能なLi-O(2) 細胞で報告されている最も高い往復効率を達成し,酸素還元と進化反応を強化します.
科学分野:
- 電気化学 電気化学について
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
背景:
- 再充電可能なリチウム酸素 (Li-O ((2)) バッテリーは,理論的には高いエネルギー密度を提供しますが,触媒活動と往復効率の面で課題に直面しています.
- 効率的な触媒は,Li-O(2) 細胞における酸素還元反応 (ORR) と酸素進化反応 (OER) の両方の運動制限を克服するために極めて重要です.
研究 の 目的:
- プラチナ・ゴールド (PtAu) ナノ粒子が,Li-O(2) 細胞におけるORRとOERの運動学に及ぼす触媒効果を調査する.
- 再充電可能なLi-O(2) 細胞の往復効率に対するPtAu/C触媒の影響を評価する.
主な方法:
- 炭素 (PtAu/C) に支えられたPtAuナノ粒子の合成と特徴付け.
- PtAu/Cを触媒として使用するLi-O(2) 細胞の電気化学試験,純粋な炭素および他の触媒に対する性能を比較する.
- 放電と充電電圧プロフィールの分析により,ORRとOERの運動性を評価する.
主要な成果:
- PtAuナノ粒子は,Li-O(2) 細胞における酸素還元反応 (ORR) と酸素進化反応 (OER) の両者の運動性を強く強化する.
- PtAu/C触媒を使用したLi-O(2) 細胞は,これまでに報告された最も高い往復効率を示した.
- PtAu/Cによる放電電圧は,純粋な炭素よりも大幅に高く,ORRのAu/Cに匹敵しました.
- PtAu/Cを使用したOERの充電電圧は,純粋なプラチナと比較してわずかに低く,3.4~3.8V~Li).
結論:
- PtAuナノ粒子は,Li-O(2) バッテリーの性能を改善するために不可欠な二機能触媒活性を示します.
- 表面の金 (Au) 原子は主にORR運動に責任があると仮定され,表面のプラチナ (Pt) 原子はOER運動の鍵である.
- 強化された運動学と往復効率は,次世代Li-O (((2) バッテリーのための高度な電気触媒としてのPtAu合金ナノ粒子の可能性を強調しています.
