Topological Defect‐Rich Carbon as a Metal‐Free Cathode Catalyst for High‐Performance Li‐CO2 Batteries

材料科学 石墨烯 密度泛函理论 拓扑(电路) 分解 电催化剂 阴极 催化作用 碳纤维 金属 化学工程 电化学 纳米技术 电极 物理化学 计算化学 复合材料 复合数 化学 有机化学 电气工程 冶金 工程类
作者
Fenghui Ye,Lele Gong,Yongde Long,Siddulu Naidu Talapaneni,Lipeng Zhang,Ying Xiao,Dong Liu,Chuangang Hu,Liming Dai
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (30) 被引量:86
标识
DOI:10.1002/aenm.202101390
摘要

Abstract Exploration of the highly efficient bi‐functional catalysts toward the reduction of CO 2 and decomposition of Li 2 CO 3 at the cathode is the key for high‐performance Li‐CO 2 batteries. Herein, topological defect‐rich graphene (TDG) based materials are developed as metal‐free cathodes for Li‐CO 2 batteries, presenting an unprecedented full discharge capacity of over 69 000 mA h g −1 at the current density of 0.5 A g −1 , a relatively small voltage gap of 1.87 V (Li/Li + ) even at an extremely high current density of 2.0 A g −1 , and an excellent long‐term stable cycle life of up to 600 cycles at 1.0 A g −1 . The outstanding performance of Li‐CO 2 batteries with the TDG cathodic electrocatalyst can be attributed to the introduction of topological defects in the carbon skeleton, providing sufficient active sites for CO 2 reduction and evolution to facilitate the formation/decomposition of Li 2 CO 3 during the discharging/charging process. The density functional theory calculations reveal the superiority of the negatively charged C atoms in topological defects as the adsorption for CO 2 molecules and the activation sites for the decomposition of Li 2 CO 3 , and that the heterocyclic pentagon ring (C5) has a relatively low theoretical potential gap (1.01 V) during the charge and discharge processes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ZJJ静完成签到,获得积分10
1秒前
董竹君完成签到,获得积分10
1秒前
俭朴的天曼完成签到,获得积分10
1秒前
Lucas应助顺心的翠丝采纳,获得10
2秒前
李田田完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
义气乐儿发布了新的文献求助10
2秒前
宅心仁厚完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
骑猪看日落完成签到,获得积分10
3秒前
冥冥之极为昭昭完成签到,获得积分10
3秒前
繁荣的又夏完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
嗝嗝完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Windsyang完成签到,获得积分10
5秒前
cs完成签到,获得积分10
6秒前
wanci应助小蜜蜂采纳,获得10
6秒前
拉瓦锡不爱化学完成签到,获得积分10
7秒前
三笠完成签到,获得积分10
8秒前
cmuwinni完成签到,获得积分10
8秒前
爆米花应助ddffgz采纳,获得30
9秒前
在水一方应助YY采纳,获得10
9秒前
实验耗材发布了新的文献求助10
9秒前
孤独听雨的猫完成签到 ,获得积分10
9秒前
Andy.发布了新的文献求助10
9秒前
李大侠完成签到,获得积分10
9秒前
陌路完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
南亭完成签到,获得积分10
11秒前
Akim应助MAOJCFK采纳,获得10
12秒前
朱朱朱完成签到,获得积分10
12秒前
淡淡的士晋完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Ma_J完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
何来宝完成签到,获得积分10
14秒前
橘子完成签到,获得积分10
15秒前
远航发布了新的文献求助30
15秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015859
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555835
关于积分的说明 11318981
捐赠科研通 3288954
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812355
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812027