研究人员开发出用于锂氧电池的高效氧催化剂

锂氧(Li-O2)电池由于其高理论能量密度而很有前景。然而，该技术的空气阴极催化性能不佳，阻碍了其商业化。近日，中科院大连化学物理研究所鲍新和教授和吴忠帅教授领导的联合课题组成功制备了二维(2D)Mn3O4纳米片，其优势在于：石墨烯(Mn3O4NS/G)上的晶面作为Li-O2电池的高效氧催化剂，实现了超高容量和长期稳定性。

这项研究发表在ACSCatalysis上。

设计具有明确形状和高活性晶面的氧催化剂可以有效地调节三相界面处的氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)，但仍然具有挑战性。

研究人员指出，与石墨烯上的Mn3O4纳米颗粒(1.15V)相比，具有(101)晶面和富氧空位的Mn3O4NS/G提供了0.86V的较低电荷过电位。

此外，Mn3O4NS/G正极表现出超过1,300小时的长期稳定性和在200mA/g时高达35,583mAh/g的超高比容量，优于已报道的用于Li-O2电池的大多数Mn基氧化物。

实验和理论结果均表明，与Mn3O4(211)相比，Mn3O4(101)对放电产物Li2O2的吸附能较低，表明充电过程中Li2O2更容易分解。过程。

“这项工作可能为设计具有明确晶面的高性能Li-O2电池的锰基材料提供线索，”吴教授说。