南开大学Angew:Li-O2电池超氧化物歧化反应的新途径! 2024年1月2日 下午12:31 • T, 顶刊 • 阅读 15 非质子锂-氧气(Li-O2)电池由于具有较高的理论能量密度而引起了广泛关注,但由于超氧化物(O2–)中间体在放电和充电过程中歧化导致反应动力学缓慢和电压滞后大。 基于此,南开大学李福军特聘研究员等人报道了利用化学性质稳定的钌三(联吡啶)(RB)阳离子作为可溶催化剂,改变O2–歧化的途径及其放电和充电过程的动力学。当配以RuO2催化剂时,Li-O2电池的充放电电压差降低了0.72 V,使用寿命延长了230次以上。 VASP解读 通过DFT计算,作者研究了O2–与RB的加速歧化反应。在RB介导的歧化过程中,O2–首先被RB和Li+吸附形成RB1,再溶剂化LiO2,然后它们反应形成二聚体RB2,而生成的RB2快速捕获电解质中的Li+。 最后,RB3以0.70 kcal/mol的小能垒分解生成O2和RB4,由于它们之间的弱相互作用,迅速解离成RB和Li2O2。在无RB的歧化过程中,两个溶剂化的LiO2形成二聚体(LiO2)2溶剂化物,以生成O2和Li2O2。 RB阳离子首先吸附第一个O2–(记为O1)形成RB1,大量电荷从O1转移到RB的二吡基上。然后,RB1捕获第二个超氧化物LiO2(记为O2)形成二聚体RB2,其中O1向RB和Li+同时提供电荷,O2向Li+提供少量电荷。RB3中O1和O2的巨大电荷差降低了能垒,加速了O2–歧化动力学。在没有RB的歧化过程中,溶剂化(LiO2)2的对称构型导致两个超氧化物的电荷相似,因此分子内电荷转移的能垒较高,表明RB介导的O2–歧化在热力学和动力学上都有利。 New Reaction Pathway of Superoxide Disproportionation Induced by a Soluble Catalyst in Li-O2 Batteries. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202315314. 原创文章,作者:wdl,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2024/01/02/58a962b9a2/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 麦立强/郭彦炳等EnSM:超过380天!长寿命钾离子电池 2023年10月8日 港城大/南科大ACS Nano:微调水凝胶中的水状态实现高压水系电池 2024年3月22日 华科Chemical Science:拔河效应调整锂离子输运提高了锂金属电池的倍率能力 2023年10月9日 极具创造性,-60°C 液相合成高性能原子级分散金属钴催化剂 2023年11月27日 浙大范修林团队,最新Nature子刊! 2023年10月8日 福建物构所Angew.丨HOF材料应用于电致变色的研究 2023年10月24日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交