Semiconducting Metal–Organic Polymer Nanosheets for a Photoinvolved Li–O2 Battery under Visible Light

化学 有机自由基电池 电池(电) 阴极 双功能 电催化剂 材料科学 催化作用 电化学 电极 光化学 纳米技术 电解质 物理化学 有机化学 功率(物理) 物理 量子力学
作者
Qingliang Lv,Zhuo Zhu,Shuo Zhao,Liubin Wang,Qing Zhao,Fujun Li,Lynden A. Archer,Jun Chen
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:143 (4): 1941-1947 被引量:201
标识
DOI:10.1021/jacs.0c11400
摘要

Li–O2 batteries are considered the ultimate energy storage technology for their potential to store large amounts of electrical energy in a cost-effective and simple platform. Large overpotentials for the formation and oxidation of Li2O2 during discharging and charging have thus far confined this technology to a scientific curiosity. Herein, we consider the role of catalytic intervention in the reversibility of the cathode reactions and find that semiconducting metal–organic polymer nanosheets composed of cobalt-tetramino-benzoquinone (Co-TABQ) function as a bifunctional catalyst that facilitates the kinetics of the cathode reactions under visible light. Upon discharging, we report that O2 is first adsorbed on the Co atoms of Co-TABQ and accepts electrons under illumination from the dz2 and dxz orbitals of Co atoms in the π2p* orbitals, which facilitates reduction to LiO2. The LiO2 is further shown to undergo a second reduction to the discharge product of Li2O2. In the reverse charge, the holes generated in the dz2 orbitals of Co are mobilized under the action of the applied voltage to enable the fast decomposition of Li2O2 to O2 and Li+. Under illumination, the Li–O2 battery exhibits respective discharge and charge voltages of 3.12 and 3.32 V for a round-trip efficiency of 94.0%. Our findings imply that the orbital interaction of metal ions with ligands in Co-TABQ nanosheets dictates the light harvesting and oxygen electrocatalysis for the Li–O2 battery.
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
3秒前
mx完成签到 ,获得积分10
3秒前
姌姌完成签到,获得积分10
3秒前
唠叨的冷霜完成签到,获得积分10
4秒前
柳祎礼发布了新的文献求助10
4秒前
拖鞋发布了新的文献求助10
4秒前
鱼鱼发布了新的文献求助10
5秒前
倒霉孩子发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
cincrady完成签到,获得积分10
5秒前
bosco完成签到,获得积分10
5秒前
认真盼山发布了新的文献求助10
7秒前
ZeroL完成签到 ,获得积分10
7秒前
HJJHJH发布了新的文献求助10
7秒前
研友_VZG7GZ应助lyx030412采纳,获得10
7秒前
西乡塘塘主完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
Radiant发布了新的文献求助15
9秒前
10秒前
12秒前
hhhhhhh发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
hkym发布了新的文献求助10
14秒前
英俊的铭应助王子夜采纳,获得10
15秒前
15秒前
彭于晏应助苦茶子采纳,获得10
15秒前
大头完成签到 ,获得积分10
15秒前
蓝梦之旅完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
6666应助Qiuqiu采纳,获得10
17秒前
研友_VZG7GZ应助在下厉飞雨采纳,获得10
17秒前
sunny完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
dodo发布了新的文献求助10
19秒前
倒霉孩子发布了新的文献求助10
19秒前
郝薇薇薇薇儿完成签到,获得积分10
19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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 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 7675992
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9242057
关于积分的说明 19915306
捐赠科研通 7246211
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3286295
关于科研通互助平台的介绍 2444396
邀请新用户注册赠送积分活动 2289105