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MXenes anchored Co2N/Co3O4 heterostructure with electron pulling effect promoting conversion of LiOx moieties
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2024-01-23 , DOI: 10.1016/j.cej.2024.148916
Xingzi Zheng , Mengwei Yuan , Peiyuan Su , Miaomiao Li , Zihan Li , Fujun Li , Huifeng Li , Genban Sun
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2024-01-23 , DOI: 10.1016/j.cej.2024.148916
Xingzi Zheng , Mengwei Yuan , Peiyuan Su , Miaomiao Li , Zihan Li , Fujun Li , Huifeng Li , Genban Sun
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The conversion of LiOx moieties was determined the kinetics of oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) in Li-O2 battery (LOB). Electrocatalysts with rationally modulated structures could tune the LiOx conversion and conquer the sluggish kinetics in ORR and OER. Herein, we constructed the Co2 N/Co3 O4 -Ti3 C2 Tx (NCT) composite with Co2 N/Co3 O4 heterostructure anchored on Ti3 C2 Tx MXene nanosheets. The NCT was endowed with more active sites, and good conductivity, benefiting to facilitate reaction kinetics. Most importantly, the synergistic interaction via the electron pulling effect between Co2 N and Co3 O4 demonstrated the optimized adsorption energy towards intermediates and lower energy barrier for promoted kinetics on active Co2 N. Additionally, NCT heterostructure displayed few side reactions related to Li2 CO3 /CO2 . Consequently, it presented superior electrocatalytic activity with a low overpotential of 0.65 V and long-term durability >300 cycles. This result provided a new strategy for designing high-performance electrocatalysts and novel insight for LiOx moieties conversion.
中文翻译:
MXenes 锚定 Co2N/Co3O4 异质结构具有电子牵引效应促进 LiOx 部分的转化
LiOx 部分的转化率由 Li-O2 电池 (LOB) 中氧还原反应 (ORR) 和析氧反应 (OER) 的动力学确定。具有合理调节结构的电催化剂可以调节 LiOx 转化并克服 ORR 和 OER 中缓慢的动力学。在此,我们构建了 Co2N/Co3O4-Ti3C2Tx (NCT) 复合材料,其中 Co2N/Co3O4 异质结构锚定在 Ti3C2Tx MXene 纳米片上。 NCT具有更多的活性位点和良好的导电性,有利于促进反应动力学。最重要的是,Co2N 和 Co3O4 之间通过电子牵引效应产生的协同相互作用证明了对中间体的优化吸附能和较低的能垒,从而促进了活性 Co2N 的动力学。此外,NCT 异质结构几乎没有表现出与 Li2CO3/CO2 相关的副反应。因此,它表现出优异的电催化活性,具有 0.65 V 的低过电势和 >300 次循环的长期耐久性。这一结果为设计高性能电催化剂提供了新策略,并为氧化锂部分转化提供了新见解。
更新日期:2024-01-23
中文翻译:

MXenes 锚定 Co2N/Co3O4 异质结构具有电子牵引效应促进 LiOx 部分的转化
LiOx 部分的转化率由 Li-O2 电池 (LOB) 中氧还原反应 (ORR) 和析氧反应 (OER) 的动力学确定。具有合理调节结构的电催化剂可以调节 LiOx 转化并克服 ORR 和 OER 中缓慢的动力学。在此,我们构建了 Co2N/Co3O4-Ti3C2Tx (NCT) 复合材料,其中 Co2N/Co3O4 异质结构锚定在 Ti3C2Tx MXene 纳米片上。 NCT具有更多的活性位点和良好的导电性,有利于促进反应动力学。最重要的是,Co2N 和 Co3O4 之间通过电子牵引效应产生的协同相互作用证明了对中间体的优化吸附能和较低的能垒,从而促进了活性 Co2N 的动力学。此外,NCT 异质结构几乎没有表现出与 Li2CO3/CO2 相关的副反应。因此,它表现出优异的电催化活性,具有 0.65 V 的低过电势和 >300 次循环的长期耐久性。这一结果为设计高性能电催化剂提供了新策略,并为氧化锂部分转化提供了新见解。