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锂氧或锂空气电池改进储能技术的一种途径

日期:2020-12-3标签: (来源:互联网)

由于磷化钼被用作充放电反应的催化剂,美国科学家展示了一种能改善锂空气电池的能量和稳定性。采用三偏磷酸钼催化剂,电池的放电和充电过电位分别为80毫伏和270毫伏,是锂空气电池中最低的。在催化剂中也可以形成一层氧化钼(MoO),进一步改善电池性能。

由于磷化钼被用作充放电反应的催化剂,美国科学家展示了一种能改善锂空气电池的能量和稳定性。

锂氧或锂空气电池是目前改进储能技术的一种途径,BQ29312APW由于具有较高的能量密度潜力,锂和其它金属空气电池在研究中受到青睐。但是,低效、低效的循环寿命已被证明,发展这项技术需要克服很多困难。

一个改进的方法是使用催化剂来加速在电极上的反应。但是,寻找一种能够同时加快充电和放电速度的材料,则是一个更大的挑战。目前已有的许多有效催化剂都依靠昂贵的材料,包括铂和金。

由伊利诺伊理工学院(IIT)领导的一位著名州立科学家最近在一篇论文中说:“设计一种高活性的催化剂,使(过度输入能量)在阴极形成并分解二氧化钛纳米颗粒,是这一技术发展的关键挑战。

国际信息技术公司着手设计这种催化剂。三偏磷酸钼(Mo3P)在以往的研究中被认为可以作为类似反应的催化剂,因此它是评价其在锂空气电池中性能的起点。研究小组定制了一种定制的三电极电池,接着是一种全锂空气电池。《先进材料》杂志刊登了一篇论文,“动态稳定的三偏磷酸钼纳米粒涂层使锂空气电池具有低过电位和长的循环寿命”,这篇论文充分描述了这项工作。

采用三偏磷酸钼催化剂,电池的放电和充电过电位分别为80毫伏和270毫伏,是锂空气电池中最低的。经过1200次循环,电池的初始性能仍然保持接近100%。

仔细研究发现,在循环过程中,在阳极周围形成一个稳定的碳酸锂(Li2CO3)层,从而避免了与空气和电解液中的成分发生其它不良反应。在催化剂中也可以形成一层氧化钼(MoO),进一步改善电池性能。

但经过1000次循环后,电池性能开始下降,原因是电荷氧化还原介体的活性降低。但是,他们坚信,通过进一步的研究,三偏磷酸钼催化剂将会成为一个有希望的储能发展方向。本文得出以下结论:“由于锂空气电池独特的电子和结构特性,研制的表面重构三偏磷酸钼催化剂具有动态稳定的氧化物涂层,为可持续储能系统的发展提供了很大的希望。”