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鋰氧電池雙功能氧催化劑研究有了新進(jìn)展
近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)與包信和院士團(tuán)隊(duì)合作，在開(kāi)發(fā)高效、穩(wěn)定雙功能氧催化劑方面取得新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)通過(guò)利用空間限域效應(yīng)，在石墨烯表面集成了先進(jìn)的氧還原（ORR）催化劑Pt和氧析出（OER）催化劑RuO2（Pt/RuO2/G），成功實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的OER/ORR及鋰氧氣電池性能。相關(guān)成果發(fā)表在《化學(xué)催化》上。
鋰氧氣電池因其可持續(xù)性、環(huán)保性和高達(dá)3500 Wh kg-1的超高理論能量密度而備受關(guān)注。然而，鋰氧電池仍然面臨著過(guò)電位不理想、倍率能力差、可循環(huán)性有限等瓶頸，其商業(yè)化發(fā)展有限。因此，探索具有高活性、穩(wěn)定性及可商業(yè)化的雙功能氧催化劑是提升鋰氧電池性能的關(guān)鍵，合理構(gòu)建針對(duì)不同活性位點(diǎn)的雙功能催化劑、協(xié)同提高鋰氧電池的OER/ORR具有重要意義。
該工作中，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種具有顯著活性和耐用性的二維多孔Pt/RuO2/G雙功能電催化劑，其獲得的Pt/RuO2/G具有優(yōu)異的雙功能氧催化活性。并且，以其作為正極催化劑構(gòu)筑的鋰氧氣電池實(shí)現(xiàn)了超過(guò)220次（超過(guò)2200小時(shí)）的循環(huán)性能。理論計(jì)算結(jié)果表明，Pt/RuO2/G基鋰氧電池中導(dǎo)電性的提高和對(duì)反應(yīng)中間體吸附能的減弱，使電池具有較低的充電電壓和長(zhǎng)期可循環(huán)性。
在高性能鋰氧電池研究中，這種構(gòu)筑二維超薄復(fù)合納米片的策略將為合理設(shè)計(jì)高活性、耐用的雙功能電催化劑提供新思路。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.checat.2023.100658
