Simultaneous regulation of Li-ion intercalation and oxygen termination decoration on Ti3C2Tx MXene toward enhanced oxygen electrocatalysis for Li-O2 batteries

双功能 插层(化学) 催化作用 析氧 氧气 退火(玻璃) 材料科学 电催化剂 化学工程 氧还原 化学 纳米技术 无机化学 电极 电化学 物理化学 复合材料 有机化学 工程类
作者
Shidong Song,F Yin,Yue Fu,Jian Ren,Junjie Ma,Yanan Liu,Rong Ma,Wanyu Ye
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:451: 138818-138818 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.138818
摘要

Active and robust bifunctional oxygen catalysts are the crucial factors to commercialize Li-O2 batteries (LOBs). However, most of the reported catalysts lack the competence to consistently achieve low overpotentials toward oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) during long-term cycling under high rates. Here, the bifunctional activity of Ti3C2Tx MXene is subtly motivated by surface engineering via simultaneous regulation of Li-ion intercalation and O termination decoration. The post-treated Ti3C2Tx (t-Ti3C2Tx) MXene catalysts exhibit superior ORR/OER activities to the pristine Ti3C2Tx counterpart, where the conditions of alkalization by 3 M LiOH and annealing under 400 °C offer the optimum performance. The LOB using t-Ti3C2Tx achieves very low ORR/OER overpotentials of 0.16/0.57 V for discharge/charge process, and a large discharge capacity of 17627.3 mAh g−1 at 100 mA g−1, far outperforming that using the pristine Ti3C2Tx (0.19/0.66 V and 13119.7 mAh g−1, respectively). Remarkably, the t-Ti3C2Tx cell achieves unprecedented cycle performances for 300 cycles under the limited capacity of 500 mAh g−1 and 200 cycles under 1000 mAh g−1 at a high rate of 2000 mA g−1, meanwhile outputting the discharge voltages above 2.5 V throughout the whole cycles. The superb catalytic capability of t-Ti3C2Tx is mainly attributed to the synergistic contributions from the uniform O termination groups, abundant intercalated Li ions, expanded interlayer spacing and the consequent increase in active sites for facile formation and decomposition processes of Li2O2 discharge product, and the suppression of excessive oxidation of Ti surface atoms.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
研友_LOqqmZ完成签到 ,获得积分10
刚刚
Ava应助chenyu采纳,获得10
3秒前
3秒前
寂静岭完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
小欢完成签到,获得积分10
5秒前
www完成签到,获得积分10
6秒前
S飞完成签到 ,获得积分10
7秒前
asjm完成签到 ,获得积分10
8秒前
sufeisunny完成签到 ,获得积分10
8秒前
发嗲的慕蕊完成签到 ,获得积分10
10秒前
lingling完成签到 ,获得积分10
11秒前
Dobronx03完成签到,获得积分10
12秒前
娇气的天亦完成签到,获得积分10
12秒前
ZhihaoZhu完成签到 ,获得积分10
13秒前
勤奋的汽车完成签到,获得积分10
14秒前
12366666完成签到,获得积分10
14秒前
摆哥完成签到,获得积分10
15秒前
迷惘墨香完成签到,获得积分10
15秒前
喜悦的千万完成签到 ,获得积分10
16秒前
流霜完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
yangy115完成签到,获得积分10
17秒前
niko完成签到 ,获得积分10
18秒前
Dobronx03完成签到,获得积分10
18秒前
缓慢白曼完成签到 ,获得积分10
18秒前
贤惠的碧空完成签到,获得积分10
20秒前
chenyu完成签到,获得积分10
20秒前
小蘑菇应助牛诗悦采纳,获得10
21秒前
赵嘉辉发布了新的文献求助10
22秒前
YOLO完成签到,获得积分10
23秒前
oldblack完成签到,获得积分10
24秒前
dlut0407完成签到,获得积分10
26秒前
啵清啵完成签到,获得积分10
27秒前
乔巴完成签到,获得积分10
28秒前
赵嘉辉完成签到,获得积分10
30秒前
等待断秋完成签到,获得积分10
32秒前
Lucas完成签到,获得积分10
34秒前
paul完成签到,获得积分10
37秒前
很靠近海完成签到 ,获得积分10
38秒前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
The three stars each : the Astrolabes and related texts 550
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 500
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2401486
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2101110
关于积分的说明 5297284
捐赠科研通 1828774
什么是DOI,文献DOI怎么找? 911495
版权声明 560333
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 487273