祝贺沈珍珍同学关于锂氧电池中催化剂表面效应的研究工作被J. Am. Chem. Soc.接收发表！
锂氧电池（Li-O2）因具有超高的理论能量密度（3458 Wh kg-1）而被视为极具发展潜力的储能体系之一。然而，由于锂氧电池中电极反应动力学过程缓慢以及放电产物过氧化锂（Li2O2）电子导电性差等特点导致电池循环效率低，寿命短，倍率性能差，严重阻碍了锂氧电池的实际应用。使用正极反应催化剂以促进氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER），是优化锂氧电池性能的关键。深入理解催化剂在纳米尺度上的界面催化原理是锂氧电化学研究中亟需解决的基础科学问题之一，其对设计高效的催化剂有重要的指导意义。
利用原位AFM，成功实现了有/无可溶性催化剂DBBQ条件下锂氧电化学反应界面动态过程的实时监测，结合理论计算分析，提出了DBBQ作用于ORR和OER过程的表面机理以及影响因素。研究表明DMSO基电解液中溶入适量可溶性催化剂DBBQ可以提高Li2O2在ORR中的成核电位，使Li2O2由环状结构转变为尺寸较大的花状结构。同时在OER过程中，适量DBBQ作用下，花状Li2O2的初始分解电位明显正移，分解方式转变为由外至内的路径并伴随分解速率增加。以上可视化数据为可溶性催化剂对锂氧电池过电位降低、比容量提高以及循环可逆性改善提供了纳米尺度上的表面作用机制。该成果近期发表在《Journal of the American Chemical Society》上。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b12183
Revealing the Surface Effect of the Soluble Catalyst on Oxygen Reduction/Evolution in Li-O2 Batteries
J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 6900-6905.
图1. 锂氧电池中有/无可溶性催化剂DBBQ参与时阴极/电解液界面反应过程示意图。
