IIT研究團隊利用新型催化劑開發鋰空氣電池

日期:2020/12/4     來源:蓋世汽車     已閱讀:258 次   返回 關閉  打印

  
  據外媒報道,美國科學家使用磷化鉬(Mo3P)作為充放電反應催化劑,證明了鋰空氣電池可以具有更好的能量和穩定性能。
  鋰氧電池或鋰空氣電池是改善當今儲能技術的眾多途徑之一。在研究過程中,鋰和其他金屬空氣電池因具有高能量密度潛力而備受青睞,但效率低下和循環壽命較短已被證明是開發這項技術的棘手問題。利用催化劑來加速電極上的反應,被視為提高性能的一種方法。然而,尋找一種能同時加速充放電機制的材料則是另一項挑戰,以往報道的許多有效催化劑都依賴于價格昂貴的材料,如鉑和金。
  伊利諾伊理工學院(IIT)領導的研究團隊表示:“設計一種高活性催化劑,以最大限度地減少能量壁壘(過量輸入能量),在正極上形成和分解過氧化鋰(Li2O2)納米顆粒,是開發這項技術的關鍵挑戰?!?BR>  IIT研究團隊著手設計這樣一種催化劑。在以前的研究中,Mo3P已經顯示出作為類似反應催化劑的前景,所以要從評估其在鋰空氣電池中的性能入手。該團隊定制設計并制造了一個三電極電池,然后是完整的鋰空氣電池。
  在使用Mo3P催化劑的情況下,電池放電和充電的過電位分別為80mV和270mV,在目前報道的鋰空氣電池中比較低。而且,電池經過1200次循環后,幾乎可以保持100%的初始性能。詳盡的性能分析顯示,在循環過程中,負極周圍會形成一層穩定的碳酸鋰(Li2CO3),可阻止與空氣和電解液中的成分發生其他不必要的反應。該催化劑上還形成了一層氧化鉬(MoO),從而進一步提高電池性能。
  然而,經過1000次循環后,電池開始失去性能,該團隊將其歸因于電荷氧化還原介質的失活。研究人員相信,經過進一步研究,Mo3P催化劑將在儲能方面具有良好的應用前景。他們表示:“我們的鋰空氣電池具有獨特的電子和結構特性,此次開發的表面重建Mo3P催化劑具有動力學穩定氧化覆蓋層,在可持續儲能系統發展方面具有重要的應用前景?!?BR>  

 
 
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