用于氧电池的可调节的d频段调节氧化的原子金属有机框架
Qingliang Lv1, Zhuo Zhu1,2, Youxuan Ni1
1Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry (Ministry of Education), Renewable Energy Conversion and Storage Center (RECAST), College of Chemistry, Nankai University, Tianjin300071, China.
Journal of the American Chemical Society
|December 7, 2022
概括
在基于的金属有机框架 (NiRu-HTP) 中原子分散的通过增强反应动力学和减少过量的电位,显著提高了氧电池的性能. 这种催化剂的设计促进了有效的Li2O2形成和分解,使其具有出色的循环利用性.
科学领域:
- 电化学
- 材料科学
- 能量储存
背景情况:
- 非水性-O2电池具有较高的理论能量密度,但面临着缓慢的阴极动力学和巨大的过电潜力的挑战.
- 放电产物Li2O2由于反应动力较慢而对电池性能产生重大影响.
研究的目的:
- 开发一种用于氧电池的新型电催化剂.
- 通过控制Li2O2的形成和分解来改善阴极反应动力学和减少过量的电位.
主要方法:
- 六角导电金属有机框架纳米线阵列 (Ni-HTP) 的合成,其中包含原子分散的 (Ru-N4位点).
- -HTP催化剂的表征及其在非水性-O2电池中的性能评估.
主要成果:
- NiRu-HTP催化剂显示出强烈的LiO2中间体吸附,将其集中在催化剂部位周围.
- 在NiRu-HTP上促进膜状Li2O2的形成,促进电子转移和离子扩散.
- 在Li-O2电池中实现了0.76V的降低充/放电两极分化和出色的循环性.
结论:
- 在NiRu-HTP中原子分散的Ru-N4位点有效调节氧氧还氧反应的动力学.
- 这种催化剂设计为提高氧电池性能提供了一个有前途的策略.
- 这项研究丰富了氧氧还原应用中的电催化剂的设计原理.


