双金属氧化还原活性配合物应用于高效锂氧气电池研究取得新进展

时间:2023-02-07 11:43来源:能源学人作者:Energist

点击: 次

可充电非质子锂氧气电池(Li-O₂)具有高的理论能量密度，因此可能应用于新一代储能技术领域。目前该类电池仍存在许多问题，如过电位大、倍率性能低和循环稳定性差等。合理设计高效稳定的氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)催化剂是提高Li-O₂电池性能的关键。南京大学左景林教授、马晶教授、何平教授等合作，在COFs材料中同时引入镍二硫烯单元和钴卟啉单元，构建出了ORR/OER双功能阴极催化剂，实现了高效的Li-O₂电池性能。在500 mA g⁻¹高电流密度下，电池整体充放电电势差降到1.0 V，并且能够持续稳定循环200圈，其性能接近PtAu贵金属纳米催化剂。相关工作以“Covalent Organic Frameworks with Ni–Bis(dithiolene) and Co–Porphyrin Units as Bifunctional Catalysts for Li–O₂ Batteries”为题在Science Advances (DOI:10.1126/sciadv.adf2398)上发表。

【文章亮点】

镍二硫烯(NiS4)可看作四硫富瓦烯(TTF)的无机类似物。基于NiS₄和TTF结构和性能的相似性，合成出了双金属氧化还原金属配合物材料Ni-TAPP-Co.

图1 双金属氧化还原金属配合物设计思路

在500 mA g⁻¹高电流密度下，Ni-TAPP-Co在Li-O₂电池中表现出了良好的ORR/OER催化性能，将电池整体充放电电势差降到1.0 V，并且能够持续稳定循环200圈，性能接近PtAu贵金属纳米催化剂。

图2 不同COF材料作为Li-O₂电池电极催化剂的电化学性能

密度泛函理论(DFT)和对照实验揭示了Ni-TAPP-Co在Li-O₂电池中起到了双功能作用。(1) Ni和Co位点具有OER/ORR作用；(2) Ni和Co位点能够诱导Li₂O₂沉积。

图3 电池反应的产物表征

图4 DFT计算

【总结】

双金属氧化还原金属配合物具有丰富的ORR/OER活性位点，多孔结构以及良好的网络形貌，展现了高效的Li-O₂电池性能。密度泛函理论(DFT)和对照实验揭示了Ni和Co位点在降低放电/充电过电位和调节Li₂O₂沉积中的起到了关键作用。以上结果拓展了金属配合物材料在储能方面的应用研究。

(责任编辑：子蕊)

文章标签：锂氧气电池

作者：Energist ，如若转载，请注明出处：http://www.cbcu.com.cn/qianyan//2023020741239.html

看完这篇还不够？如果你也也是同行业需要发布您的新闻报道，请戳这里告诉我们！

免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn

猜你喜欢

燃料电池非铂氧还原催化层的活性三相界面财经网作者：闫祺韩国电池制造商SK On宣布其已与韩国动力电池正极材料制造商EcoPro Co.和中国电池材料制造商格林美股份有限公司签署备忘录。三家公司将在印度尼西亚成立和投资HPAL合资公司，生产用于电动汽车电池的中间镍产品，以确保关键材料的稳定供应。 2022-11-28 11:14	高抗一氧化碳毒化燃料电池阳极催化剂研制成功近日，中国科学技术大学教授高敏锐课题组与杨晴课题组合作，通过引入少量钴改良钼镍合金催化剂，创制出一种低成本、一氧化碳耐受性好的非贵金属氢氧化催化剂。 2022-10-19 09:53
麻省理工学院：通过改变pH值明显延长固体氧化物燃料电池的寿命从燃料电池/电解池的连接处渗出的金属原子，会慢慢侵蚀设备。 2022-09-06 08:55	中国研究人员开发新型氧化还原介质改善锂硫电池缓慢的反应动力学北京理工大学和清华大学的研究人员提出一种高效的氧化还原中介策略，有望推动锂硫电池的实际应用。 2022-06-26 14:58
旭化成利用二氧化碳制造锂离子电池材料有利于实现全球脱碳该公司通过新技术生产一种可用于电池电解液的溶剂，可以吸收相当于所生产溶剂重量50%的CO2。 2022-06-21 18:05	新的质子传导电解质设计原理可用于中温固态氧化物燃料电池上海交通大学密西根学院（UM-SJTU JI）陈倩栎教授及其合作者提出一种新设计原理，将具有高质子电导率的钙钛矿材料，用作固态氧化物燃料电池的电解质材料。 2022-01-03 13:45
崔屹&H.N. Alshareef：无负极水系锌-二氧化锰电池近日，美国斯坦福大学崔屹教授和阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef合作以“An Anode-Free Zn−MnO2Battery”为题，在Nano Letters上发表最新研究成果，通过采用纳米碳成核层实现了一种无负极设计(即零过量锌)。 2021-01-22 11:37	瑞典研发有机氧化还原液流电池容量大可给电动汽车供电随着电动汽车的风靡，电池研究项目也越来越多。 2020-11-23 08:32
光激发氧还原与氧析出反应提升锌空气电池性近日，南开大学的李福军团队基于光激发ORR与OER构建了一种夹心三明治结构的高性能锌-空气电池。 2020-08-17 12:12	芬兰利用二氧化碳分子制电池保护涂层让电池更耐用/更高效如果给电池弄个保护涂层，想不耐用都难吧。 2020-07-27 10:43

专题

更多

废旧锂电池回收技术线上交流会暨电池拆解与处置工艺技术培训

2022锂电池企业实验室建设及电池标准与检测培训班

相关新闻

燃料电池非铂氧还原催化层的活性三相界面

财经网作者：闫祺韩国电池制造商SK On宣布其已与韩国动力电池正极材料制造商EcoPro Co.和中国电池材料制造商格林美股份有限公司签署备忘录。三家公司将在印度尼西亚成立和投资HPAL合资公司，生产用于电动汽车电池的中间镍产品，以确保关键材料的稳定供应。

2022-11-28 11:14
高抗一氧化碳毒化燃料电池阳极催化剂研制成功

近日，中国科学技术大学教授高敏锐课题组与杨晴课题组合作，通过引入少量钴改良钼镍合金催化剂，创制出一种低成本、一氧化碳耐受性好的非贵金属氢氧化催化剂。

2022-10-19 09:53
麻省理工学院：通过改变pH值明显延长固体氧化物燃料电池的寿命

从燃料电池/电解池的连接处渗出的金属原子，会慢慢侵蚀设备。

2022-09-06 08:55
中国研究人员开发新型氧化还原介质改善锂硫电池缓慢的反应动力学

北京理工大学和清华大学的研究人员提出一种高效的氧化还原中介策略，有望推动锂硫电池的实际应用。

2022-06-26 14:58
旭化成利用二氧化碳制造锂离子电池材料有利于实现全球脱碳

该公司通过新技术生产一种可用于电池电解液的溶剂，可以吸收相当于所生产溶剂重量50%的CO2。

2022-06-21 18:05
新的质子传导电解质设计原理可用于中温固态氧化物燃料电池

上海交通大学密西根学院（UM-SJTU JI）陈倩栎教授及其合作者提出一种新设计原理，将具有高质子电导率的钙钛矿材料，用作固态氧化物燃料电池的电解质材料。

2022-01-03 13:45
崔屹&H.N. Alshareef：无负极水系锌-二氧化锰电池

近日，美国斯坦福大学崔屹教授和阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef合作以“An Anode-Free Zn−MnO2Battery”为题，在Nano Letters上发表最新研究成果，通过采用纳米碳成核层实现了一种无负极设计(即零过量锌)。

2021-01-22 11:37
瑞典研发有机氧化还原液流电池容量大可给电动汽车供电

随着电动汽车的风靡，电池研究项目也越来越多。

2020-11-23 08:32

本月热点

电池及电池系统维修保养师职业国家标准正式开始编制

2022年《大典》在延续2015年版的基础上，参考国内外经济发展经验，紧跟时代步伐，围绕绿色发展理论，归列标识出了134个绿色职业。其中“电池及电池系统维修保养师”也收录其中，职业编码为4-12-01-03。

2023-01-11 11:52
总投资105亿元锂电项目落户宜昌

近日湖北省宜昌市人民政府官方发布，今年宜昌市首个百亿级招商项目，总投资105亿元的铜化集团新能源新材料一体化项目正式签约。

2023-01-10 15:58
2022年中国正极材料出货190万吨，同比增长超65%；2022年锂电产业竞逐长江流域，四川省成吸金“黑洞”

近日，高工产研锂电研究所（GGII）数据显示，2022年中国锂电正极材料市场出货量190万吨，同比增长68%。预计2023中国正极材料市场中，会出现磷酸铁锂材料受储能市场增长带动，占比进一步提升，市场占比有望超65%，磷酸铁、磷酸铁锂材料产能过剩，一些缺乏客

2023-01-18 16:34
动力电池“降价潮”要来了？

动力电池行业或迎来“降价潮”。

2023-02-05 11:39
2022年度动力电池装车量TOP15出炉：中创新航铁锂挺进前三！

1月12日，中国汽车动力电池产业创新联盟（简称电池联盟）发布了2022年12月及2022年全年的动力电池数据。 2022年12月数据一览产量方面，2022年12月我国动力电池产量共计52.5GWh，同比增长65.9%，环比下降15.8%。其中三元电池占总产量35.2%，磷酸铁锂电

2023-01-13 18:35
乘联会：磷酸铁锂电池2022年中国市场份额达55.6% 钠电池成本优势显著

根据乘联会最新发布的研究报告，2022年12月，中国新能源汽车动力电池装机量较上月增加12.1GWh。磷酸铁锂电池在短期内依然保持快速增长，2022年磷酸铁锂电池市场份额超越三元电池达到55.6%。从外形上看，方形电池在国内市场地位依然稳固，2022年方形电池占据93

2023-01-31 10:17
规划超1.2TWh！2022年锂电开工数量暴露行业隐忧！

回望2022年，随着全球新能源市场的爆发式增长，无论是新国标驱动下庞大的电动两轮车锂电市场，还是双碳目标下加速战略转型的新能源汽车市场，或是储能多元化需求激增的储能市场，都呈现出井喷式的发展态势。

2023-01-29 08:49
总投资30亿元锂电项目落户安庆

近日，安庆高新区和林立新能源科技有限公司举行正极前驱体项目签约仪式。省政协副主席、安庆市委书记张祥安，林立新能源科技有限公司董事长马晓玲等出席。据了解，林立新能源科技有限公司拟在安庆投资建设正极前驱体项目，占地191亩，项目总投资30亿元，首

2023-01-25 16:35

欢迎投稿

联系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
发送邮件时用@替换#
电话：010-56284224

在线投稿