MXene-supported Ni–Co bimetallic MOF 2D lamellar membrane for enhanced electrochemical oxygen reactions and Li–O2 battery

作者
Liming Liu,Hongxia Lian,Heming Deng,Weixin Zhang
出处
期刊:Scientific Reports [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 13995-13995 被引量:9
标识
DOI:10.1038/s41598-025-98982-1
摘要

Abstract Lithium-oxygen (Li-O2) battery is a revolutionary high-performance battery technology due to its exceptionally high theoretical energy density, but challenges associated with the cathode material have hindered its further advancement. Here, an in-situ synthesis strategy was adopted to load a bimetallic Ni-Co metal-organic framework (MOF) onto MXene (Ti3C2) layer, and subsequently prepared a free-standing and flexible Ni/Co-MOF@Ti3C2 hybrid membrane through a layer-by-layer self-assembly method for efficient oxygen reduction reactions (ORR) and as a cathode for Li-O2 batteries. The Ni/Co-MOF@Ti3C2 hybrid membrane integrates the high conductivity and unique two-dimensional layered structure of MXene with the bimetallic active sites of Ni-Co MOF, exhibiting remarkable ORR catalytic activity. The structural characteristics of Ni/Co-MOF@Ti3C2 hybrid membrane provide smoother expansion pathways for Li+ or O2, effectively promoting the deposition and decomposition of Li2O2, thereby overcoming the inherent limitations of traditional slurry-based cathode preparation methods for Li-O2 batteries. Experimental results indicate that Li-O2 batteries utilizing the Ni/Co-MOF@Ti3C2 hybrid membrane as the cathode achieve an ultra-high capacity of 36125 mAh/g at a current density of 1000 mA/g, while demonstrating excellent cycle stability and outstanding rate performance. The promising results offers novel insights into the innovative design of air cathodes for metal-air batteries.

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
缪甲烷发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
CodeCraft的应助被伶俐安露采纳,获得10
2秒前
123564的应助被小薛采纳,获得10
2秒前
唐沐晨发布了新的文献求助30
3秒前
Jasper的应助被舒适蛋挞采纳,获得10
3秒前
共享精神的应助被泥酱采纳,获得10
4秒前
打打的应助被Ycc采纳,获得10
4秒前
wind2631发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
春风不语发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
cbb发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI2S的应助被张瑶采纳,获得10
6秒前
6秒前
彭于晏的应助被Unlung采纳,获得10
6秒前
7秒前
8秒前
alqb发布了新的文献求助10
9秒前
ZXJ完成签到,获得积分10
10秒前
11发布了新的文献求助10
10秒前
jacksen2完成签到 ,获得积分10
11秒前
晚湖完成签到,获得积分10
11秒前
lixu发布了新的文献求助10
12秒前
舒适蛋挞给舒适蛋挞的求助进行了留言
12秒前
小马甲的应助被qqs采纳,获得10
12秒前
13秒前
自然狗发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
可爱的函函的应助被Unlung采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
大模型的应助被唐沐晨采纳,获得50
15秒前
慕青的应助被eric888采纳,获得200
16秒前
JamesPei的应助被sun采纳,获得10
16秒前
等下完这场雨完成签到,获得积分10
17秒前
Anonymous的应助被眼睛大的沛容采纳,获得10
17秒前
Bertha完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
殿下发布了新的文献求助10
18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
Energie-Contracting 1500
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Erzählte Gnade 500
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8083020
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9498211
关于积分的说明 21405546
捐赠科研通 7651163
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3402125
关于科研通互助平台的介绍 2531115
邀请新用户注册赠送积分活动 2440791