Matter: 超薄RuRh合金纳米片实现高锂-CO2电池性能
小向日葵
2020-03-18
具有高能量密度的非质子Li-CO2电池是一种很有吸引力的能量存储技术。然而，其发展很大程度上受到二氧化碳还原和析出反应缓慢的阻碍。因此，北京大学郭少军课题组以及香港理工大学黄勃龙课题组合成了超薄三角形RuRh合金纳米片催化剂，可极大地加速CO2还原和析出反应的动力学，并获得高的Li-CO2电池性能。
本文要点
1） 通过湿化学法，使用乙酰丙酮铑（III） （Rh(acac)3）和十二碳三钌（Ru3(CO)12)作为金属前驱体,（Ru3(CO)12)分解得到的一氧化碳作为表面封闭剂， 抗坏血酸（AA） 作为还原剂，油胺（OAm）作为溶剂和表面活性剂，合成了超薄三角形RuRh纳米片（RuRh NSs）。RuRh NSs的平均横向尺寸约为16.3 nm，平均厚度为1.9 ± 0.5 nm 。
2） RuRh合金纳米片基电池可在充电-放电过程中达到1.35 V的最低电压间隙，并在180个循环中稳定循环， 在1,000 mA g-1时的截止容量为1,000 mAh g-1 。密度泛函理论计算表明RuRh合金纳米片中Rh的引入的关键作用，激活了表面Ru的电子转移能力并平衡了Ru位附近的CO2结合。我们发现Rh和Ru之间的d-d相关性有助于Li-CO2电池在能量上的循环。
3） 由超薄RuRh合金纳米片组成的Li-CO2电池提供了一种有前途的策略，可以同时实现高度可再生的储能设备和温室气体的利用。
Yi Xing et al. Ultrathin RuRh Alloy Nanosheets Enable High-Performance Lithium-CO2 Battery. Matter,2020.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.02.020
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238520300825
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