AEM：具有均匀O端表面的高效Nb2C MXene正极催化剂用于锂氧电池
Nanoyu
2020-11-16
高效正极催化剂是提高高速率循环稳定性，避免副反应并降低锂氧电池（LOBs）的过电位势的关键。MXenes是能源应用中最令人印象深刻的材料之一。
有鉴于此，山东大学党锋教授，张伟彬教授，中南大学韩凯副教授报道了一种具有均匀的O端表面作为LOB的正极材料证明了Nb2C MXene的优异催化性能。易于制造的均匀O端表面，Nb2CO2位点的高催化活性以及独特的反应动力学使得Nb2C MXene具有优异的电催化性能。
文章要点
1）经过热处理后，Nb2C MXene上的O端表面均匀。密度泛函理论（DFT）计算表明，Nb2CO2的催化活性优于其他锚固基团和裸露表面。此外计算还揭示了Nb2CO2表面放电产物的多核化和生长/分解机理。这种机理证实了基于异位和原位测量的结果。
2）实验结果显示，在高电流密度下，空间方向积累的多孔性放电产物使其具有优异的高倍率循环稳定性。例如，在3 A g−1的超高电流密度下，正极表现出130次循环的优异稳定性。
本工作为催化性能的调控和高性能MXenes基电催化剂的合理设计提供了新的思路。
Gaoyang Li, et al, Highly Efficient Nb2C MXene Cathode Catalyst with Uniform O-Terminated Surface for Lithium–Oxygen Batteries, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002721
https://doi.org/10.1002/aenm.202002721
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