吴忠帅ACS Catalysis:比容量高达35583 mAh g-1!Mn3O4 NS/G作为Li-O2电池的高效氧催化剂

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设计具有精良外形和高活性晶面的氧催化剂对进步锂氧电池的催化功能具有紧张意义,但也具有肯定的应战性。克日,中科院大连化物所吴忠帅课题组经过面工程在石墨烯上制备具有(101)晶面的超薄Mn3O4纳米片(NS)(Mn3O4 NS/G)作为超高容量和临时波动的高功能Li-O2电池的氧催化剂。


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为了突出特定表露晶面的紧张性,研讨职员还利用相似的液相办法来制备具有少量(211)面表露晶面的Mn3O4纳米颗粒(NP)锚定在石墨烯(Mn3O4 NP/G)上;Mn3O4 NS和Mn3ONP催化剂次要辨别表露(101)和(211)晶面。种种表征后果标明,(101)外表的氧空地能明显进步催化活性,尤其是对充电反响。
因而,具有(101)面和富氧空地的Mn3O4 NS/G比石墨烯上的Mn3O4纳米颗粒提供更低的过电位。别的,Mn3O4 NS/G阴极具有凌驾1300 h的临时波动性,在200 mA g-1下的超高比容量高达35583 mAh g-1,优于报道的大少数锰基氧化物。
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实行后果和实际盘算标明,Mn3O4 NS/G具有丰厚的氧空地,而且Mn3O4(101)对Li2O2的吸附能比Mn3O4(211)低,标明在充电历程中Li2O2更容易剖析,从而大大低落了锂氧电池的充电过电位。这种低本钱、高服从、耐用的氛围阴极催化剂将为锂氧电池的降解提供牢靠的办理方案,并促进了对新型电凯发储能体系的开辟。
Two-Dimensional Mn3O4 Nanosheets with Dominant (101) Crystal Planes on Graphene as Efficient Oxygen Catalysts for Ultrahigh Capacity and Long-Life Li-O2 Batteries. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c02544




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