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山东大学党锋、廉刚/烟台大学侯传信AEM:面内均一应变调节d带中心与d-π轨道耦合实现长寿命锂氧气电池正极催化剂

科学材料站  · 公众号  ·  · 2024-06-23 07:20
    

主要观点总结

本文报道了关于Ag 2 Mo 2 O 7 在锂氧气电池中作为正极催化剂的研究。通过控制晶格畸变,实现了d带中心的调控和高效的d-π轨道耦合,从而显著增强了锂氧气电池的循环寿命。文章详细阐述了催化剂的关键点,包括晶格应变改善电子结构、制备具有不同应变程度的Ag 2 Mo 2 O 7 催化剂、均匀应变表面活化O 2 并削弱反应中间体LiO 2 吸附强度等。通讯作者简介部分介绍了文章作者党锋、廉刚和侯传信三位教授的研究背景和成果。

关键观点总结

关键观点1: 晶格应变改善电子结构

Ag 2 Mo 2 O 7 的高催化能力主要归因于(020)平面上均匀的面内晶格应变,通过控制反应前驱体的pH值,成功制备了具有不同应变程度的Ag 2 Mo 2 O 7 催化剂。

关键观点2: 制备不同应变程度的Ag 2 Mo 2 O 7 催化剂

通过控制反应条件,成功合成了一系列具有不同应变程度的Ag 2 Mo 2 O 7 催化剂,并发现均匀面内应变的AMO2表现出最佳性能。

关键观点3: 均匀应变提升催化性能

具有均匀面内应变的AMO2电极在电化学性能测试中表现出最高的电催化活性、最小的电荷转移阻抗、最大的比容量和最持久的循环稳定性。在大电流密度下仍然能保持稳定的循环性能。

关键观点4: 催化反应机制解析

通过密度泛函理论计算,研究了Ag 2 Mo 2 O 7 的催化反应机制,发现均匀应变表面能够活化O 2 并削弱反应中间体LiO 2 的吸附强度,从而实现高催化活性并加速反应动力学。

关键观点5: 通讯作者简介

介绍了文章作者党锋、廉刚和侯传信三位教授的研究背景、成果以及发表的文章等详细信息。


文章预览

文 章 信 息 Ag 2 Mo 2 O 7 催化剂均匀的面内应变实现d带中心的有效调控和高效d-π轨道耦合,增强锂氧气电池的循环寿命 第一作者:于涵 通讯作者:党锋,廉刚,侯传信 单位:山东大学,烟台大学 研 究 背 景 锂氧电池因其极高的理论能量密度(3500 Wh kg -1 )成为下一代储能系统的有力候选,但其放电产物 Li 2 O 2 的绝缘性和ORR/OER动力学迟缓等问题阻碍了其发展。在ORR过程中,两个关键步骤决定了催化反应速率,第一步是O 2 的解离并与Li + 结合形成LiO 2 中间体; 第二步是LiO 2 向Li 2 O 2 的转化。过渡金属d带与O 2 反键轨道的重叠有利于电荷快速转移,实现快速的ORR/OER反应动力学。此外,基于Sabatier原则,受d带中心影响的LiO 2 吸附强度可作为锂氧气电池高效阴极催化剂的关键描述因子。因此,通过阴阳离子缺陷、晶格畸变、元素掺杂等策略,对锂氧气电池 ………………………………

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