近日，西安交通大学化学学院科研成果《晶格压缩驱动的电子局域化与Ir-O耦合作用协同实现超低过电位Li-CO2电池》发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上，西安交通大学化学学院硕士生肖纪元为本文第一作者，西安交大化学学院教授丁书江和副教授杨国锐为通讯作者。西安交通大学化学学院为第一通讯单位。
化石能源的持续消耗引发大气CO2浓度急剧攀升，进而加剧了温室效应、海洋酸化等连锁生态危机。为构建碳中和导向的清洁能源体系，亟需发展兼具碳固定与储能双重功能的前沿技术。锂-二氧化碳（Li-CO2）电池凭借其超高理论能量密度（1876 Wh kg-1）及CO2资源化利用特性，成为深海探测、地外基地等密闭高CO2环境的理想供能方案。
示意图。西安交通大学供图
团队深入研究表明，Li-CO2电池的电化学性能与放电产物的理化性质存在强关联性。当前体系存在三种典型反应路径：以Li2C2O4为最终产物的路径需特定催化剂诱导；而不论是以Li2CO3和CO为主要产物的路径还是以Li2CO3和C为主要产物的路径，都受限于Li2CO3的高化学稳定性。这种宽带隙绝缘体不仅直接抬高电化学反应的热力学势垒，其高结晶度的致密堆积特性更显著抑制CO2ER动力学。因此，如何通过催化剂设计实现Li2CO3的非晶/低晶化生长模式调控，成为破解CO2RR/CO2ER双路径动力学瓶颈的关键。
为了解决这一问题，团队提出了电子局域化加速CO2RR，进而强化Ir-O耦合，诱导低结晶度Li2CO3产物从而优化CO2ER进程的晶格压缩策略，该策略使得Li-CO2电池实现了超低过电位（0.33 V）以及超高能量效率（~88.7%），并且在电池运行超过>1100小时后仍能维持3.3 V的稳定充电电位，这是迄今报道的最佳性能。
通过使用一系列原位/非原位表征以及理论计算，团队揭示了晶格压缩导致配位环境变化，从而增强电子局域化效应，加速催化剂表面附近的Li+迁移，使其快速参与CO2RR过程，进而受到强化的Ir-O耦合作用调变Li2CO3分子的对称性，降低其低结晶度，最终促进其高效分解。
该工作得到了国家自然科学基金、山东省重点研发计划和云南省新能源材料创新联合体项目的资助，论文的表征及测试得到了西安交通大学分析测试共享中心的支持。
相关论文信息： https://doi.org/10.1002/anie.202506635
12月16-17日，北京大学经济学院举办第六届“中国百所大学经济学院院长论坛”暨“首届孙尚清发展知识研究与交流奖颁奖典礼 就在ChatGPT推出一周年前夕，其开发机构OpenAI经历了一场令人瞠目的高层“地震”。联合创始人之一的首席科学家伊利亚 这些年，我们为什么越来越频繁提到创新？因为只有在原始创新上持续发力，在基础理论方法上有所突破，我们才能摆脱对国外的 面对以大模型通用人工智能为代表的新技术，以及由此带来的工业界、产业界的新发展新模式，MBA人才教育何去何从？ 12月1日，在清 国际脑科学计划-细胞普查联盟（BICCN）近日发表了迄今为止最全面详细的小鼠完整大脑细胞类型的特性描述和分类，对大脑的结构 在庞大的维生素家族中，最为人所熟悉的恐怕就是维生素C了。 作为人体必需的维生素之一，维生素C因其具有的超强抗氧化 。本文链接：88.7%能效！中国团队革新Li-CO2电池技术http://www.sushuapos.com/show-11-22558-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 哺乳动物再生能力调控关键分子开关发现
下一篇： 研究发现似卞氏兽脑袋的奇特构造