Redox-Mediated ORR and OER Reactions: Redox Flow Lithium Oxygen Batteries Enabled with a Pair of Soluble Redox Catalysts

氧化还原 催化作用 化学 半反应 电化学 无机化学 氧气 析氧 流动电池 化学工程 电极 有机化学 电解质 物理化学 工程类
作者
Yun Zhu,Xingzhu Wang,Chuankun Jia,Jing Yang,Qing Wang
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:6 (9): 6191-6197 被引量:92
标识
DOI:10.1021/acscatal.6b01478
摘要

We demonstrate a redox flow lithium oxygen battery (RFLOB) using a pair of soluble redox catalysts, 2,5-di-tert-butyl-p-benzoquinone (DTBBQ) and tris{4-[2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]phenyl}amine (TMPPA). The catalytic effects of DTBBQ on the oxygen reduction reaction (ORR) and TMPPA on the oxygen evolution reaction (OER) were investigated and unambiguously substantiated with various electrochemical, morphological, and spectroscopic characterization methods. It is observed that, upon discharging, oxygen is rapidly reduced by DTBBQ•– and Li2O2 is formed in the presence of Li+; upon charging, Li2O2 is oxidized by TMPPA•+, releasing oxygen. Such redox-mediated ORR and OER reactions enable the formation and oxidation of Li2O2 in a separate gas diffusion tank (GDT) other than on the cathode of the cell, thus obviating surface passivation and pore clogging of the electrode. The cell presents a high energy density with DTBBQ as the ORR redox catalyst and good rechargeability when paired with TMPPA as the OER redox catalyst. While the robustness and redox potential of two molecules are to be further optimized, the RFLOB demonstrated in this study provides an intriguing means for high-density and large-scale energy storage.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
wan完成签到 ,获得积分10
1秒前
mit完成签到 ,获得积分0
2秒前
孤独的钻石完成签到,获得积分10
3秒前
zhyy完成签到,获得积分10
4秒前
小马完成签到 ,获得积分20
4秒前
深情安青应助neckerzhu采纳,获得10
4秒前
4秒前
HITvagary完成签到,获得积分0
6秒前
8秒前
8秒前
8秒前
要减肥如波完成签到 ,获得积分10
8秒前
孟祥飞发布了新的文献求助50
8秒前
Chen发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
zhang发布了新的文献求助10
12秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
13秒前
yyyyyy发布了新的文献求助10
14秒前
爆米花应助顺心白开水采纳,获得10
15秒前
小天发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
17秒前
wise111发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
20秒前
21秒前
XJH发布了新的文献求助10
21秒前
sagitar应助fei采纳,获得20
22秒前
Preseverance完成签到,获得积分10
22秒前
Jerry发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
24秒前
25秒前
哈哈完成签到 ,获得积分10
25秒前
小蘑菇应助栀子采纳,获得10
25秒前
26秒前
JamesPei应助存在采纳,获得10
27秒前
深海鱼发布了新的文献求助10
27秒前
青柠完成签到,获得积分10
28秒前
wise111发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6983325
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8661775
关于积分的说明 18365236
捐赠科研通 6448318
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3094302
关于科研通互助平台的介绍 2151884
邀请新用户注册赠送积分活动 2070426