非水性Li-O2電池における電解の有効性について

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
• エネルギー貯蔵 エネルギー貯蔵

背景:

• 再充電可能なリチウム空気 (Li-O2) バッテリーは,高いエネルギー密度のために研究されています.
• 酸素還元と進化反応における過剰ポテンシャルを減らすことは,Li-O2バッテリーの効率化に極めて重要です.
• 異質電解は,Li-O2電池の性能を改善するための重要な焦点です.

研究 の 目的:

• 非水性Li-O2電池における伝統的なカトド材料の真の触媒活性を調査する.
• 酸素進化と電解質分解触媒を区別する.
• 従来の酸素進化の電気触媒の必要性を評価する.

主な方法:

• カトド触媒としてAu,Pt,MnO2ナノ粒子を使用したLi-O2細胞の電気化学試験.
• ディメトキシエタン (DME) 電解液における反応産物の分析.
• 純粋炭素電極に対する触媒活動の比較.

主要な成果:

• Li-O2電池におけるカトド電解の過去の報告は確認されたが,電解質溶媒分解に起因した.
• DMEのAu,Pt,MnO2ナノ粒子では,酸素の進化のための有意な触媒作用は観察されなかった.
• リチウム過酸化物 (Li2O2) 形成は,DMEにおける支配的な電気化学製品でした.
• 酸素進化の発生ポテンシャルは,オープン回路ポテンシャルよりもわずかに高かった.

結論:

• 伝統的なカトド電触媒は,水性でないLi-O2電池では,望ましい酸素の進化ではなく,主に電解質の分解を触媒化する.
• 以前の研究で観察された触媒効果は,おそらく副作用によるもので,真の酸素進化触媒ではない.
• 酸素の進化のための従来の電気触媒は,Lithium-O2電池の性能を改善するために必要ないかもしれません.