Lattice Compression‐Driven Electron Localization and Ir‐O Coupling Synergistically Enable Ultralow Overpotential Li‐CO 2 Batteries

过电位 材料科学 阴极 结晶度 阳极 电池(电) 催化作用 氧化还原 化学工程 纳米技术 化学物理 电极 电化学 化学 物理化学 复合材料 功率(物理) 物理 工程类 量子力学 生物化学 冶金
作者
Jiyuan Xiao,Limin Liu,Shuyang Ren,Menghang Sun,Bo Wen,Song Xue,S. Yang,Xiaofeng Liu,Ning Zhao,Xiaofei Hu,Shujiang Ding,Guorui Yang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (31): e202506635-e202506635 被引量:11
标识
DOI:10.1002/anie.202506635
摘要

Abstract Developing efficient cathode catalysts plays a crucial role in improving the CO 2 reduction reaction (CO 2 RR) and CO 2 evolution reaction (CO 2 ER) kinetics in Li–CO 2 batteries. However, the chemical stability of the wide‐bandgap insulator Li 2 CO 3 severely hinders the CO 2 ER. To address this challenge, this study proposes a lattice compression strategy in which electronic localization accelerates the CO 2 RR, thereby enhancing Ir–O coupling and inducing the formation of low‐crystallinity Li 2 CO 3 , ultimately optimizing the CO 2 ER process. This approach enables the Li–CO 2 battery to achieve an ultralow overpotential of 0.33 V and an exceptionally high energy efficiency of ∼88.7%. Moreover, even after over 1100 h of operation, the battery maintains a stable charging potential of 3.3 V, representing the best performance reported to date. Through in situ and ex situ characterizations combined with theoretical calculations, we reveal that lattice compression leads to changes in the coordination environment, thereby enhancing electronic localization effects. This accelerates Li + migration near the catalyst surface, facilitating its rapid participation in CO 2 RR. Subsequently, the strengthened Ir–O coupling modulates the symmetry of Li 2 CO 3 molecules, reduces their crystallinity, and ultimately promotes their efficient decomposition. This study provides new insights into the design of high‐performance bidirectional cathode catalysts through crystal facet engineering.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
张振宇完成签到 ,获得积分10
刚刚
悦己完成签到,获得积分10
1秒前
卢彦冬完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
6S6完成签到,获得积分10
3秒前
zxy14完成签到,获得积分10
4秒前
YiyueChan完成签到,获得积分10
5秒前
lele033086完成签到 ,获得积分10
5秒前
upup完成签到 ,获得积分10
5秒前
开心果大王完成签到,获得积分10
5秒前
轩轩轩轩完成签到 ,获得积分10
5秒前
科研蜗牛完成签到,获得积分10
6秒前
深情安青应助尚帝采纳,获得10
8秒前
wang完成签到,获得积分10
8秒前
包子完成签到 ,获得积分10
9秒前
小新小新完成签到 ,获得积分10
9秒前
行走在科研的小路上完成签到,获得积分10
10秒前
JYM完成签到,获得积分10
11秒前
gglp完成签到 ,获得积分10
11秒前
小潘不会打篮球完成签到,获得积分20
11秒前
Junior完成签到,获得积分10
12秒前
司佳雨完成签到,获得积分10
13秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
源来是洲董完成签到,获得积分10
15秒前
yl6649084完成签到,获得积分10
17秒前
勇敢的蝙蝠侠完成签到 ,获得积分10
18秒前
miao3718完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
21秒前
黑粉头头完成签到,获得积分10
22秒前
dashi完成签到,获得积分10
22秒前
Rqbnicsp完成签到,获得积分10
23秒前
cx完成签到,获得积分10
24秒前
Keyuuu30完成签到,获得积分0
24秒前
香蕉觅云应助俊逸忆霜采纳,获得10
24秒前
巫马太兰发布了新的文献求助10
24秒前
标致冬日完成签到,获得积分10
25秒前
GeYX完成签到,获得积分10
26秒前
尚帝发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7290745
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8909860
关于积分的说明 18857277
捐赠科研通 6957998
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209151
关于科研通互助平台的介绍 2378959
邀请新用户注册赠送积分活动 2184904