Surface Superlattice-Induced Spatial Confinement Enables High Voltage and Long Cycle Life in Li–CO 2 Batteries

过电位 化学 成核 高压 纳米晶材料 阴极 无定形固体 光电子学 电池(电) 电压 储能 三元运算 化学工程 催化作用 超晶格 微尺度化学 金属间化合物 联轴节(管道) 纳米技术 结晶 纳米晶 分解 阳极 化学物理
作者
Yuxuan Wang,Junfei Cai,Xia Zhang,Yanle Yuan,C Lei,Yuanjia Wang,Götz Schuck,Weifang Liu,Kaiyu Liu,Tao Chen,Dingguo Xia
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:148 (5): 5211-5221 被引量:4
标识
DOI:10.1021/jacs.5c17407
摘要

The development of high-performance lithium–carbon dioxide (Li-CO 2 ) batteries is crucial for advancing carbon-neutral energy storage systems. However, this system still faces the challenge of balancing high discharge voltage with long-term stability. To address this issue, we have successfully designed and synthesized a novel nanocrystalline PtIrFeCoCuZn (PIFCCZ) high-entropy intermetallic cathode catalyst with an L1 2 -type atomic ordered structure. The surface superlattice of PIFCCZ induces a molecular-level spatial confinement effect, which effectively disrupts the conventional crystallization pathway of discharge products, enabling the separated nucleation and growth of finely crystalline Li 2 CO 3 and amorphous Li 2 C 2 O 4 . The precisely controlled interfacial coupling between discharge products and catalyst surface significantly enhances the reversible decomposition of discharge products and reduces the CO 2 evolution overpotential to 0.24 V. The Li-CO 2 battery incorporating this catalyst achieved a high discharge voltage of 3.08 V, an energy efficiency of 93.7%, and stable operation for over 1000 h at a current density of 20 μA·cm –2 . This study provides a breakthrough strategy for resolving the inherent trade-offs among output voltage, energy efficiency, and cycling stability in Li-CO 2 batteries.
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
丘比特应助细腻戒指采纳,获得10
1秒前
orixero应助arniu2008采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
斯文忆丹完成签到,获得积分10
3秒前
WW完成签到,获得积分10
4秒前
ran完成签到 ,获得积分10
4秒前
馒头发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
淡淡的鹭洋完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
lufei发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
洪汉完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
火星上的西牛完成签到,获得积分10
10秒前
MSYMC完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
慕青应助Shuofan采纳,获得10
11秒前
852应助Shuofan采纳,获得10
11秒前
万能图书馆应助Shuofan采纳,获得10
11秒前
Akim应助Shuofan采纳,获得10
12秒前
12秒前
脑洞疼应助Shuofan采纳,获得10
12秒前
12秒前
curtain完成签到,获得积分10
14秒前
HLZ发布了新的文献求助10
15秒前
谨慎太君完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
在水一方应助yy采纳,获得10
17秒前
17秒前
柒辞发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
vv完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
谨慎太君发布了新的文献求助10
20秒前
YESKY完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
小马甲应助jieen采纳,获得10
21秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 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
Cronologia da história de Macau 5000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
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 7170792
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8812014
关于积分的说明 18617662
捐赠科研通 6785149
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3167247
关于科研通互助平台的介绍 2308718
邀请新用户注册赠送积分活动 2141931