锂二氧化碳电池因其利用温室气体的特性,理论能量密度高达1876瓦时/千克,被视为未来储能系统的潜在候选者和锂离子电池的替代品。
然而,放电产物(Li₂CO₃/C)的聚集以及缓慢的反应动力学特征,导致其极化高、循环寿命短。
因此,研究与开发高效催化剂来促进Li₂CO₃/C分解尤为重要。
基于此,2025年3月25日,福建师范大学程志斌、张章静等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Lewis Acidity-Enhanced Metal-Organic Frameworks as High-Efficiency Cathode Catalysts for Advanced Li-CO2 Batteries》的研究论文。
本文提出了一种创新的路易斯酸性增强策略,用于设计锂二氧化碳电池的阴极催化剂。
研究结果表明,具有更强路易斯酸性的金属-有机框架(MOF)展现出显著较低的过电位,仅为1.27伏特,而较弱路易斯酸性的MOF过电位则高达1.58伏特。
Mn3-MOF增强的路易斯酸性加速了二氧化碳还原反应和碳酸锂的分解,从而提升了电化学性能,包括更好的倍率性能和循环稳定性。
这一研究凸显了路易斯酸性在高效催化剂设计中的关键作用,并为高性能锂二氧化碳电池的开发提供了宝贵的见解。
Lewis Acidity-Enhanced Metal-Organic Frameworks as High-Efficiency Cathode Catalysts for Advanced Li-CO2 Batteries,Adv. Funct. Mater.,2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202504330
