我院在Li-CO2/O2电池研究取得新进展
发布人:陈源  发布时间:2020-01-19   浏览次数:130

李君涛教授和孙世刚院士共同指导我院博士生张鹏方在《ACS Catalysis》期刊发表了题为“Synergetic Effect of Ru and NiO in the Electrocatalytic Decomposition of Li2CO3to Enhance the Performance of a Li-CO2/O2Battery的研究论文。

CO2作为一种温室效应的气体,其在大气中的浓度随着工业化程度提高逐步增加,导致气候变化、严重影响人类的生存环境。Li-CO2/O2Li-CO2电池作为两种含有CO2气体的电池,相比于传统的锂离子电池具有更高的理论能量密度,并且同时实现了CO2的利用。两种放电过程中均有Li2CO3生成,因此,提高Li2CO3催化分解速率对提升Li-CO2/O2Li-CO2电池的循环稳定性具有重要意义。

通过多步反应将NiORu两种组分先后负载在碳纳米管表面,制备出Ru/NiO@Ni/CNTRu/CNTNiO@Ni/CNT三种催化剂。研究发现RuNiO之间的协同效应显著提升了Ru/NiO@Ni/CNT电池的循环稳定性。运用密度泛函理论计算分析RuO2表面对碳酸锂的分解过程,指出充电过程中氧气的生成为速率决定步骤。电化学原位红外光谱研究结果确认了Ru/NiO@Ni/CNT催化剂成功的催化分解碳酸锂。通过对RuNiO之间相互协同作用的深入的表征和分析,为设计和制备Li-CO2/O2电池正极催化剂提供了新的思路。

该工作得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金以及中央高校基本科研业务费等资助,全文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.9b04138