锂氧气电池
迟缓
的充放电反应
动力学以及
严重的
副反应限制了其
发展，
高效催化剂对提升锂氧气电池性能至关重要。可溶性催化剂能与Li
2
O
2
充分接触，表现出更高的催化活性。然而，目前的可溶性催化剂无法同时解决超氧化物相关的寄生反应、电池表面钝化和充电过电位的问题。
开发
高效的多功能可溶性催化剂对实现锂氧气电池应用至关重要。
近日，郑州大学窦雅颖、周震教授团队报道了以乙酰丙酮铱(
Ir(acac)
3
)作为
多功能可溶性催化剂
的锂氧气电池
。
在电池运行过程中，
Ir(acac)
3
与O
2-
反应形成可逆的Ir(acac)
3
- O
2-
过渡态复合物，调节充放电反应途径并抑制O
2-
的反应性。同时，Ir(acac)
3
作为氧化还原介质促进Li
2
O
2
的分解。低充电电位还降低了
1
O
2
生成，提高了电池的稳定性。因此，Ir(acac)
3
介导的锂氧气电池具有低过电位、大容量和稳定的循环性能。该研究提出了提升锂氧气电池能量效率和循环寿命的有效策略，为其进一步发展和实际应用提供了新的可能性。
(a)不含Ir(acac)3和(b)含有Ir(acac)3的电解液在氧气环境下不同电位范围的CV曲线，(c)添加KO2前后和含/不含Ir(acac)3电解液的紫外光谱以及(d)对应的气体逸出速率。
上述工作以
Research Article的形式发表在CCS Chemistry，
郑州
大学
新能源科学与工程交叉中心窦雅颖副研究员和周震教授
为
共同
通讯作者。
硕士
研究生
邢硕超
为论文的第一作者。该工作得到了国家自然科学基金的
资助
。
论文信息：
An Efficient Multifunctional Soluble Catalyst for Li-O2 Batteries
Shuochao Xing, Zhengcai Zhang, Yaying Dou*, Minghui Li, Jing Wu, Zhang Zhang, Zhen Zhou*
DOI: 10.31635/ccschem.023.202303320
作者简介：
邢硕超（第一作者），郑州大学2
021
级硕士研究生，2
021
年毕业于山东科技大学化学工程与工艺专业，同年考入郑州大学化工学院，师从周震教授，主要从事金属空气电池高效催化剂的设计制备、机理揭示等方面的研究。
窦雅颖（通讯作者），郑州大学化工学院直聘副研究员。2021年毕业于吉林大学凝聚态物理专业，获理学博士学位， 期间在中国科学院长春应用化学研究所联合培养，师从彭章泉研究员。2021年8月加入郑州大学， 主要研究方向为金属空气电池，涉及反应机理揭示、高效催化剂设计、催化机理探究等方面。
周震（
通讯
作者），郑州大学化工学院院长、二级教授、博士生导师。主持国家重点研发计划项目课题和国家自然科学基金重点项目等研究。通过高通量计算、机器学习与实验相结合开展新能源研究。在国内外期刊发表论文350余篇。论文被引用39000余次，h-index为112。2014-2022年连续九年入围“爱思唯尔”中国高被引学者榜。2018-2022年连续五年入选“科睿唯安”全球高被引科学家。2020年入选英国皇家化学会会士(FRSC)。现为Journal of Materials Chemistry A和Green Energy and Environment等期刊副主编、Interdisciplinary Materials学术编辑、Journal of Power Sources机器学习专刊客座编辑以及Batteries & Supercaps和《电化学》等七本期刊编委以及中国电子学会化学与物理电源技术分会第八届委员会委员、中国化学会理论化学专业委员会委员。
