High-Performance Aprotic Li–CO2 Battery Enabled by the Ru Heterophase Catalyst

催化作用 材料科学 电池(电) 化学工程 纳米技术 化学 热力学 有机化学 物理 工程类 功率(物理)
作者
Liang Sun,Qinfen Gu,Jodie A. Yuwono,Jingwen Zhou,Bernt Johannessen,Lingfei Zhao,Chaofeng Zhang,Guanjie Li,Zaiping Guo,Shilin Zhang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (21): 20051-20062 被引量:23
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c03827
摘要

Aprotic Li–CO 2 batteries (LCBs) hold promise for mitigating the greenhouse effect while generating electric power, yet their development remains nascent due to the sluggish CO 2 activation and irreversible discharge product formation, requiring efficient catalysts to address these challenges. Herein, we developed ∼5.5 nm fcc + hcp Ru heterophase nanoparticles on a Ketjen black (KB) matrix (Ru fcc+hcp /KB) as a dual-functional catalyst for LCBs. X-ray absorption spectroscopy revealed charge redistribution in the fcc + hcp heterophase and under-coordinated Ru sites, which serve as abundant active sites to boost catalytic activity. Theoretical calculations evidenced that the heterophase interface lowers the free energy barriers of the desorption of the *Li 2 CO 3 step (*Li 2 CO 3 → Li 2 CO 3 ) and the decomposition of the *Li 2 C 2 O 4 step (*Li 2 C 2 O 4 → *LiC 2 O 4 + Li), facilitating both the nucleation and decomposition of Li 2 CO 3 . Thus, the Ru fcc+hcp /KB catalyst exhibited a low overpotential of 0.73 V and long-term cycling stability exceeding 2260 h (at 100 mA g –1 with a capacity of 1000 mA h g –1 ), outperforming Ru fcc /KB (1.14 V, 1260 h), Ru hcp /KB (0.90 V, 1480 h), and previously reported Ru-based catalysts. Our findings highlight crystalline phase engineering as an effective strategy to enhance catalytic performance in LCBs.
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
个性的薯片完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
2秒前
2秒前
cdercder应助manying采纳,获得10
3秒前
吐泡泡应助@A采纳,获得10
3秒前
3秒前
影2857完成签到,获得积分10
4秒前
任性小霜完成签到,获得积分10
4秒前
ZZZZ发布了新的文献求助10
4秒前
Gjh完成签到,获得积分10
5秒前
cindy发布了新的文献求助10
8秒前
VV完成签到,获得积分10
9秒前
12秒前
Nole应助heekkll采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
英勇幻天完成签到,获得积分10
14秒前
TeeteePor完成签到,获得积分10
14秒前
17秒前
脑洞疼应助璃沫采纳,获得10
17秒前
18秒前
lll发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
慈善家发布了新的文献求助30
19秒前
neinei发布了新的文献求助10
19秒前
苹果发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
21秒前
NN完成签到,获得积分10
21秒前
小王完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
pliliyi发布了新的文献求助50
23秒前
风止意难平完成签到 ,获得积分10
24秒前
ZZZZ完成签到,获得积分20
25秒前
25秒前
渥鸡蛋完成签到,获得积分10
25秒前
他说发布了新的文献求助10
26秒前
科研通AI6.4应助wangcc采纳,获得10
26秒前
高分求助中
(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
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Governing Growth: Us Industrial Policy from Hamilton to Trump 500
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Synthesis of P-Chiral Phosphine Ligands and Their Applications in Asymmetric Catalysis 400
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 7624135
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9199304
关于积分的说明 19722362
捐赠科研通 7195390
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273475
关于科研通互助平台的介绍 2435675
邀请新用户注册赠送积分活动 2269258