科研新突破！西安交通大学Su, Yaqiong等学者成果登上Advanced Materials（IF=29）
论论资讯 ｜ 2024-04-23 ｜
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Advanced Materials
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Revealing the Indispensable Role of In Situ Electrochemically Reconstructed Mn(II)/Mn(III) in Improving the Performance of Lithium-Carbon Dioxide Batteries
Liu L.; Shen S.; Zhao N.; Zhao H.; Wang K.; Cui X.; Wen B.; Wang J.; Xiao C.; Hu X.; Su Y.; Ding S.
Published：2024-01-01
DOI：10.1002/adma.202403229
揭示锰（II）/锰（III）原位电化学重建在改善锂-二氧化碳电池性能中的不可或缺角色
研究背景
随着能源需求的增长，锂-二氧化碳电池被视为具有高能量密度的能量转换和存储设备。然而，其实用性受到二氧化碳还原/析出反应（CORR/COER）动力学的阻碍。锰基阴极催化剂由于其多种晶体结构和独特的电子构型，显示出在促进CORR/COER方面具有相当的竞争力。然而，锰基催化剂的具体活性位点和调控原则仍然模糊不清且有限。
研究内容
这项研究设计了新颖的Mn双活性位点（MOC），支撑在N掺杂碳纳米纤维上，并对不同Mn活性位点与其在锂-二氧化碳电池中的电化学性能之间的潜在关系进行了全面研究。令人印象深刻的是，该研究发现，由于Mn（III）的原位生成和稳定存在，MOC在电池循环过程中经历明显的电化学重建。此外，一系列表征和理论计算表明，Mn（II）和Mn（III）的不同电子构型和配位环境有助于促进CORR和COER，分别。受益于这种调控行为，锂-二氧化碳电池提供了高达10.31 mAh cm<sup>−2</sup>的高完全放电容量，以及超长循环寿命（327个周期/1308小时）。
研究意义
对MOC重建和电催化机制的基本理解为设计高性能多价锰集成混合催化剂的锂-二氧化碳电池提供了新的视角。这项研究的创新点在于揭示了Mn（II）/Mn（III）的重要作用，为解决锂-二氧化碳电池性能问题提供了关键线索，有望推动未来电池技术的发展。
希望这篇文章能帮助你更好地了解锂-二氧化碳电池的研究进展和潜在应用前景。
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