更好的锂氧气电池的新设计策略

时间：2021-12-03 16:25:05 来源：

耶鲁研究人员设计了一种方法，可以为现实提供可售价的Li-O2电池ClosiesCloser，提高电池的性能和研究它们的能力。

近年来，锂氧电池具有潜力的兴趣研究人员。它们可以将至少两到三倍的能量存储为锂离子电池，这是消费电子产品的当前标准，因此笔记本电脑在理论上可以在单个充电和电动汽车上运行更长时间。

但他们还没有那么。目前，Li-O2电池迟缓，生命短。复杂的事情，很难获得如何解决这个问题，因为弄清楚了他们的精确性已经证明了棘手。

但Andréd教授实验室的研究人员化学与环境工程中的泰勒教授已经设计了一种为现实带来市场的Li-O2电池的方法，提高了电池的性能和研究它们的能力。他们的发现是在ACS Nano字母中在线发布。Won-Hee Ryu是泰勒实验室的前医学博士，现在是Sookmyung妇女大学化学和生物工程系的助理教授，是主要作者。

Li-O2电池的一个大问题是它们的氧化物生产，其对电极的影响。“电极表面上的催化剂埋在氧化物上的催化剂是什么，因此它不再是有效的催化剂，”泰勒说。那些固体积聚在电极上，催化剂被放置，导致早期电池死亡。

在先前的研究中，研究人员通过插入将催化剂位点分散在电极和隔膜之间的非导电的多孔膜来减轻这种效果。这样做使氧化锂形成从氧气电极催化剂上建立。非导电载体的催化剂促进氧气进化 - 即使当氧化物形成远离电极时，即使氧化物形成远离电池的键阶段。

但他们也看到了改进的空间。在新的研究中，研究人员用阳极氧化铝（AAO）取代了膜材料，聚丙烯腈（PAN）。将钯纳米粒子分散为催化位点。

“AaO膜的脆性使得它们在不破坏明确定义的孔隙结构的情况下横截面，从而保持整合锂氧化物产品的形态，”Ryu说。“因此，AAO膜骨架提供了一种容易和有效的方法来观察不同电化学状态的产品的横截面特征，并研究反应的生长机制。”

基于该想法，研究人员证明，氧化在长距离最高为20微米 - 来自电极。

“锅是一种聚合物，所以如果你正在进行回收，它可能会分解，”泰勒说。“但是阳极氧化铝ISA非常稳定的氧化物，它不会导致任何意外的副反应。它更好地效果更好，更好地了解在过程中电化学发生的事情。“

该修改不仅导致了更有效的电池单元功能，而且允许研究人员使用拉曼和X射线光电子谱检查放电产品和催化位点的组成。

对于未来的研究，泰勒说他们将尝试与AAO膜的不同催化剂，并探索新的LI-O2架构。

出版物：Won-Hee Ryu等人，“使用几何催化剂定位观察氧化锂生长型相互作用的新设计策略”，“2016年，2016; DOI：
10.1021 / ACS.NANOLETT.6B00856

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