固碳储能新策略：Li-CO2电池反应机理探析

2017-09-11 09:06

来源：材料牛作者：周豪慎

图3：采用多孔碳正极的充放电过程表征

(A) Li-CO2电池在100 mA/g下限容放电至1.0 mAh并限压充电至4.5 V的恒流充放电曲线。

(B) 在不同充放电状态下的非原位FTIR光谱。清楚显示不同状态下Li2CO3和Li2O的形成/分解。

(D-F) CO2和O2在充电过程生成速率的DEMS结果。D、E分别表示放电至B点后500、2000 mA/g的电流密度。F表示放电至C点后500 mA/g的电流密度。

图4：采用钌基正极实现可再充电/可逆的Li-CO2电化学过程表征及示意图

(A) 采用Ru基正极的Li-CO2电池的恒流充放电曲线。虚线为对照组：采用Au基正极的充电曲线。

(B) Ru基正极在充电过程的原位拉曼光谱。碳的拉曼峰逐渐减弱。

(C-D) 分别是恒流放电后Ru基和Au基正极在3.0-4.5 V电位窗口内10 mV/s下的线性电位扫描曲线。同时给出了Li2CO3和碳的G峰随容量变化的拉曼峰强。

(E) 通过Li-CO2电化学技术实现储能系统（可逆过程）和CO2固定策略（不可逆过程）的示意图。

【小结】

该工作采用原位/非原位结合的光谱技术研究了非质子Li-CO2电池的电化学过程机理，阐述灵活可控的CO2固定和储能策略。

【团队介绍】

周豪慎：南京大学教授，国家“****”特聘专家，长江学者、973首席科学家，兼日本国立产业技术综合研究所（AIST）首席研究员，筑波大学特聘教授。从事锂离子电池，钠离子电池，锂空气电池，锂硫电池，锂液流电池和固态电池的研究和开发。在Nature Materials; Nature Energy, Nature Commun.（5篇）; Angew. Chem. Int. Ed.（13篇）; Energy Environment Sci.（23篇）; Adv. Mater.（16篇）; Adv. Energy Mater.（13篇）; JACS（5篇）; Nano Letter；ACS Nano；Adv. Fun. Mater.等学术刊物上发表论文超400 篇，引超20000 次，H因子75。

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