IIT利用新型催化剂开发锂空气电池 充放电1200次仍保持初始性能

据外媒报道，美国科学家已经使用磷化钼（Mo3P）作为充放电反应的催化剂，证明锂空气电池可以具有更好的能量和稳定性性能。

锂氧电池或锂空气电池是改善当今储能的众多方法之一。在研究过程中，锂和其他金属空气电池因其高能量密度潜力而备受青睐，但低效率和短循环寿命已被证明是开发这项技术的挑战性问题。使用催化剂来加速电极上的反应被认为是一种提高性能的方法。然而，寻找一种能够同时加速充电和放电机制的材料是另一个挑战，因为之前报道的许多有效催化剂依赖于昂贵的材料，如铂和金。由伊利诺伊理工学院领导的研究团队表示，“设计一种高活性催化剂，以最大限度地减少能垒（过度输入能量），并在正极上形成和分解过氧化锂纳米颗粒，是开发这项技术的关键挑战。”理工学院的研究团队着手设计这样一种催化剂。在之前的研究中，Mo3P已显示出作为类似反应催化剂的潜力，因此有必要评估其在锂空气电池中的性能。该团队定制并制造了一个三电极电池，然后是一个完整的锂空气电池。在使用Mo3P催化剂的情况下，电池放电和充电的过电位分别为80mV和270mV，这在目前报道的锂空气电池中相对较低。此外，经过1200次循环后，电池可以保持几乎100%的初始性能。详细的性能分析表明，在循环过程中，负极周围会形成一层稳定的碳酸锂（Li2CO3），可以防止与空气和电解质成分发生其他不必要的反应。催化剂上还形成了一层氧化钼（MoO），进一步提高了电池性能。然而，在1000次循环后，电池开始失去性能，该团队将其归因于电荷氧化还原介质的失活。研究人员认为，通过进一步研究，Mo3P催化剂在储能方面将具有良好的应用前景。他们表示，“我们的锂空气电池具有独特的电子和结构特征，此次开发的表面重建Mo3P催化剂具有动态稳定的氧化涂层，在可持续储能系统的开发中具有重要的应用前景

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