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新型3D Ru/H-Co-NSC催化剂助力高效可充电锂-氧气电池
发布时间:2021-10-28

祝贺博士生李冬冬关于锂-氧电池催化剂的文章被《 Nano Energy》期刊接收发表。

该研究巧妙地将有机硫源引入到Co-ZIFs中,并通过结构调控设计合成了3D H-Co-ZIFs前驱体。高温热解H-Co-ZIFs-S过程中,所引入的有机硫源不仅将硫元素添加到氮掺杂碳框架中,而且有效地调节了其衍生物H-Co-NSC中Co基纳米颗粒的大小和分布,以暴露出更多的金属活性位点。此外,H-Co-NSC不仅比表面积大和导电性好,而且构建了合适的空间(即内部多孔通道和外部三维交叉式六足状框架)用于存储不溶性放电产物Li2O2。H-Co-NSC表面修饰的Ru纳米粒子可以进一步促进锂-氧气电池中O2与Li2O2间发生的可逆反应,并极大地抑制了电池循环过程中可能发生的副反应。基于此,Ru/H-Co-NSC基锂-氧气电池展现出优异的电化学性能,如高放电比容量,低过电势和长循环寿命等。一系列原位/非原位表征技术验证了Ru/H-Co-NSC催化剂具有优异的可逆性和稳定性。DFT理论计算进一步表明Ru/H-Co-NSC中多位点可以协同促进ORR/OER反应动力学。

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