近日,课题组在能源材料领域著名期刊Advanced Energy Materials发表题为“Boosting Active Species Ru-O-Zr/Ce Construction at the Interface of Phase-Transformed Zirconia-Ceria Isomerism toward Advanced Catalytic Cathodes for Li-CO2 Batteries”的研究成果,为高效Li-CO2电池催化正极的开发提供新思路。
课题组通过引入含不同金属盐的MOFs作为前驱体,并借助其丰富的孔道和未配位官能团作为锚定位点吸附活性基质Ru,实现载体晶相结构的调控以及活性物种Ru-O-Zr/Ce的有效构筑。得益于MOFs前体的引入带来的丰富比表面积、活性物种的高度分散、电子结构的优化以及载体晶体结构的调控,基于Ru/Zr-CeO2催化正极的Li-CO2电池表现出优异的放电容量(100 mA g-1时为21075 mAh g-1)和循环性能(167次循环)以及1.07 V的低过电势。此外,作者还通过密度泛函理论(DFT)计算与实验表征测试(XAS)的结合来深入分析活性物种Ru-O-Zr/Ce的配位环境、载体电子结构、催化底物吸附能力的变化以及电化学反应机制。这项工作拓展了Li-CO2电池催化正极的种类,并为催化活性物质的设计提供了借鉴。
论文第一作者为我院2020级博士研究生邓庆华,东南大学化学化工学院为第一通讯单位,东南大学张一卫教授与南京理工大学杨勇副教授为论文通讯作者。该研究成果得到国家自然科学基金的资助。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202302398