催化材料前沿研究成果精选【第 6 期】 不定期推出催化材料前沿研究成果精选,本文为第 6 期,包含了发表时间为 2018 年 3 月 9 日—3 月 24 日的优质催化文章。
1、Advanced Energy Materials:Fe 2 O 3 纳米 粒子催化剂增强非质子型 Li-O2 电池深层充放 电性能的可循环性 图 1 在 Fe 2 O 3 上提出的 Li 2 O 2 的“外延诱导成核和生长”机理的示意图 虽然 Li 2 O 2 化学的高能量密度对于电动汽车商业化应用是有希望的,但碳基阴极的不稳定性以及放电产物的绝缘性限制了它们的可再充电性和能量密度。近日,荷兰代尔夫特理工大学 Marnix Wagemaker 教授(通讯
作者)提出了一种由 α-Fe 2 O 3 纳米粒子和碳纳米管(CNT)组成的阴极材 料,其 在 高 容 量 的 深 层 充 放 电 下 实 现 了 优 异 的 循 环 稳 定 性。Fe 2 O 3 /CNT 电 极 的 初 始 容 量 在 0.2m A cm-2 时 达 到 805mAhg-1(0.7mA h cm-2),同 时 在 50 次 循 环 后 保 持 1098mAhg-1(0.95mA h cm-2)的容量。对 Li 2 O 2 演变的现场原位结构,光谱学和形态学分析表明的 Li 2 O 2 优先生长在 Fe 2 O 3 上。类似 Li 2 O 2 的(100)和Fe 2 O 3平面的(104)晶面间距表明,后者外延诱导 Li 2 O 2 成核。这导致更大的 Li 2 O 2 主要晶粒和较小的二次粒子,与沉积在 CNT 上的二次粒子相比,这增强了 Li 2 O 2 形成的可逆性并导致电极内更稳定的界面。此双功能材料既可作为稳定的主体底物,又可促进 Li 2 O 2 电池中的氧化还原反应,为优化放电产物形态提供了新机会,从而实现高循环稳定性和库仑效率。