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乐虎体育app_上海硅酸盐所发现锂氧气电池中强溶剂化效应和正极吸附的协同作用

发布时间:2021-08-31 丨 浏览次数:887

本文摘要:I-/I3-水解还原成电对是一类最重要的电子传递载体,应用于染料敏化太阳能电池和锂氧气电池等能量储存和切换器件。

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I-/I3-水解还原成电对是一类最重要的电子传递载体,应用于染料敏化太阳能电池和锂氧气电池等能量储存和切换器件。在锂氧气电池中,这类电对又被称作水解还原成媒介体(RedoxMediators),作为液相催化剂需要有效地分解成静电产物过氧化锂,明显减少电池过电位,提升能量利用效率。目前液相催化剂面对的关键问题之一是来回效应,其水解态蔓延到具备强劲还原性的锂金属负极,再次发生副反应造成催化剂被持续消耗。近日,中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室孙宜阳研究员和张涛研究员通过强劲溶剂化效应和负极导电的协同作用,转变了众所周知的化学反应I-+I2→I3-的方向,从而将液相催化剂I2锚定在负极,从源头处解决问题了液相催化剂与锂金属的副反应。

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涉及研究成果以“InvertingTriiodideFormationReactionbySynergybetweenStrongElectrolyteSolvationandCathodeAdsorption”为题公开发表在AngewandteChemieInternationalEdition上(2019,DOI:10.1002/anie.201910427)。论文第一作者为上海硅酸盐所博士研究生张晓平。在锂氧气电池中,液相催化剂I-在电池时被水解成I3-和I2,该研究团队通过合理的设计找到使用RuO2负极和二甲基亚砜(DMSO)电解液结合,需要有效地将I2分子相同在负极。

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主要原因是DMSO溶剂对I2具备强劲溶剂化起到,RuO2对I2具备强劲导电效果,二者的融合可以转变众所周知的化学反应I-+I2→I3-的方向。在前期研究中,RuO2被找到是一类平稳的非碳催化剂,在锂氧气电池中需要有效地减少电池过电位(EnergyEnviron.Sci.,2015,8,1992-1997)。该团队近期的研究工作也指出RuO2在离子液体基锂氧气电池中也需要在低库伦效率下平稳循环(J.Mater.Chem.A.。


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