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48V50A太阳集团网址用高活性氧演变催化剂的作用有多大?

作者:(www.50khz.com) 发布于:2021/8/4 22:26:58 点击量:

48V50A太阳集团网址充电锂-氧(Li-O2)电池由于具有超高的理论比容量(是现有锂电池的3到5倍),受到了广泛的关注。然而,其循环寿命较差(<100次循环),倍率性能不好(<1mAcm-2)而且能量效率低(65-70%),这些都限制了48V50A太阳集团网址充电锂氧蓄电池的发展。这些问题可归因于其氧化还原反应的滞后以及反应中间体,电解质和碳电极之间的化学不稳定性。Li2O2再充电需要提供巨大超电势(例如,碳上的超电势>1,000mV)。研发有效的Li2O2充电催化剂对于解决这些问题是至关重要的。

目前,已经报道了的固体催化剂如贵金属(Pt基,Ru基)或过渡金属氧化物(MnOx,CrOx和CoOx)可有效地降低析氧反应(OER)的超电势。催化剂在Li-O2电池中的催化机理,特别是OER催化机理,仍然是一个有争议的话题。如何通过对机理的研究合理的制备高活性OER催化剂仍然是一个亟待解决的问题。

本文通过引入TiO2抑制剂,设计并合成了一系列具有不同高表面能晶面比例的Cr2O3催化剂,并研究了高表面能晶面对Li-O2OER活性的作用。发现OER活性随着高表面能晶面面积的增加而增加。这表明Cr2O3的高表面能晶面对Li2O2表现出高的活性,这可归因于由于更多的未饱和配位原子与OER中间体(Li2-xO2)结合更强。值得注意的是,具有最高比例高表面能晶面TiCrOx复合材料显示出比现有技术贵金属Ru/VC高得多的Li-O2OER活性(在500mAg碳-1下为3.67VLi):平均充电电压降低120mV以上,氧回收效率提高,副反应降低。研究表明,氧化物催化剂的表面能是控制Li-O2OER活性的关键材料属性,并为可再充电的Li-O2电池催化剂提供了有效的设计策略。


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