四單位聯(lián)合JACS:合理設(shè)計(jì)Pt1Pd單原子合金催化劑中電子定位實(shí)現(xiàn)高性能Li-O2電池 2024年3月22日 下午8:38 ? z ? 閱讀 10 鋰-氧化物電池(LOB)因其超高的理論能量密度而被認(rèn)為是最有前途的儲(chǔ)能設(shè)備之一,但它們?cè)诜烹姾统潆娺^(guò)程中面臨著正極氧化還原動(dòng)力學(xué)緩慢的關(guān)鍵問(wèn)題。 在此,北京大學(xué)郭少軍,清華大學(xué)王定勝,北京理工大學(xué)李紅博,上海交通大學(xué)杲祥文等人報(bào)告了一種直接制造單原子合金(Pt1Pd)的策略,該策略可大大提高 LOB 的性能。結(jié)果顯示,在 0.5 A g-1 的電流密度下,Pt1Pd 具有 0.69 V 的超低過(guò)電位,并顯示出超強(qiáng)的耐循環(huán)性。 實(shí)驗(yàn)和 DFT 結(jié)果系統(tǒng)地揭示了 Pt1Pd 合金中的單原子鉑位點(diǎn)可以有效地充當(dāng)電子供體,增強(qiáng) O2/Li2O2 陽(yáng)離子的活化,從而加速 ORR 和 OER 動(dòng)力學(xué),同時(shí)加速 Li2O2 的可逆形成和分解。 圖1. 基于Pt1Pd的LOB的電化學(xué)性能 總之,該工作通過(guò)一步合成法合成了定義明確的Pt1Pd。基于 Pt1Pd 的 LOB 表現(xiàn)出前所未有的低極化(ORR 過(guò)電位,0.20 V;OER 過(guò)電位,0.49 V)和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性(最多可循環(huán) 150 次),有限容量為 1000 mAh g-1。該種 LOB 的整體性能優(yōu)于之前報(bào)道的催化劑。 理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明,Pt1Pd 合金具有強(qiáng) Pt-Pd 共價(jià)鍵導(dǎo)致的電子局域性。這有利于平衡 Li2O2 形成/氧化的化學(xué)反應(yīng),從而加速 OER 和 ORR 動(dòng)力學(xué)。因此,該工作提出的具有精確調(diào)節(jié)的正極反應(yīng)途徑的單原子合金電催化劑的策略可應(yīng)用于開(kāi)發(fā)高性能 LOB,并可擴(kuò)展到其他能量轉(zhuǎn)換/存儲(chǔ)系統(tǒng)。 圖2. DFT計(jì)算 Electron Localization in Rationally Designed Pt1Pd Single-Atom Alloy Catalyst Enables High-Performance Li–O2 Batteries, Journal of the American Chemical Society 2024 DOI: 10.1021/jacs.3c12734 原創(chuàng)文章,作者:Jenny(小琦),如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://m.xiubac.cn/index.php/2024/03/22/550d8a51a1/ 電池頂刊 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 吉大鄭偉濤/鄧霆Adv. Sci.:解耦設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高能量可充水系鋅-石墨電池 2024年1月16日 電池頂刊集錦:陸俊、余桂華、侴術(shù)雷、龐歡、吳敬一、張凱、徐茂文、魏軍、劉興泉等成果! 2024年3月20日 李洪森/余桂華,最新Angew! 2023年12月27日 ?復(fù)旦余學(xué)斌ACS Nano:用于無(wú)枝晶柔性鋁有機(jī)電池的MXene基混合導(dǎo)體界面 2024年1月10日 廣工大ACS Nano:基于結(jié)構(gòu)和電解液工程的高穩(wěn)定鈉離子電池ZnS陽(yáng)極 2024年3月15日 電池頂刊集錦:李運(yùn)勇、崔光磊、劉晨宇、郭玉國(guó)、李林森等成果! 2024年1月14日