深大杨金龙/清华深研院周光敏AM:可逆锂-二氧化碳电池双向催化剂的能带工程指导设计 2023年12月11日 下午2:09 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 23 Li-CO2电池在碳中和背景下引起了人们的极大兴趣,但其实用性受到了正极CO2氧化还原反应动力学缓慢的严重阻碍,带来了过高的过电位和低库仑效率等严峻的挑战。对于复杂的多电子转移过程,在分子或原子水平上设计催化剂以及理解电子状态与性能之间的关系对CO2氧化还原至关重要。 在此, 深圳大学杨金龙,清华大学深圳国际研究生院周光敏等人以Co3S4为模型体系,通过密度泛函理论计算表明,引入Cu和硫空位后,Co3S4的d带和p带中心分别在CO2和Li两种物质间杂化,有利于反应物的吸附和Li2CO3的分解,实验结果进一步验证了能带工程的有效性。结果制备出了一种高效的双向催化剂,其电压间隙极小,仅为0.73 V,库仑效率高达92.6%,超过了同类条件下的催化剂。 图2.电化学性能 总之,该工作应用能带工程设计制备高效的Vs-Co2CuS4 CO2氧化还原催化剂。结合DFT计算和实验,揭示了其结构与Li-CO2电池性能之间的关系。结果表明,p带中心的向上移动加强了Vs-Co2CuS4与Li物种之间的相互作用,有利于电荷扩散途径的形成,进一步促进Li2CO3的分解。 此外,双向Vs-Co2CuS4表现出优异的电化学性能,电压间隙极小,为0.73 V,库仑效率高达92.6%。因此,该研究为开发高效正极催化剂和理解高性能锂-二氧化碳电池的电化学催化机理提供了有价值的见解。 图2.DFT计算 Energy Band Engineering Guided Design of Bidirectional Catalyst for Reversible Li-CO2 Batteries, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202308889 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/12/11/f485e984a0/ 电池 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 中山大学,今日Science! 2024年2月3日 干货丨以碳材料为例,详解XPS光谱伴峰分析技术 2023年11月24日 催化顶刊集锦:陈忠伟、潘洪革、黄小青、崔志明、吴宇恩等成果 2022年10月11日 中大Joule:近100%选择性!LRL实现高效和选择性CO2还原为CO 2022年12月12日 锂金属电池大爆发,一天两发Nature子刊! 2023年10月24日 AEM:无惧空气、抗Al腐蚀,新型电解液助力高压锂电池! 2023年10月26日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交