Rational catalyst structural design to facilitate reversible Li-CO2 batteries with boosted CO2 conversion kinetics

过电位 材料科学 催化作用 储能 合理设计 电池(电) 焦耳(编程语言) 电化学能量转换 能量转换 纳米技术 化学工程 电化学 高效能源利用 热力学 电极 化学 功率(物理) 电气工程 生物化学 物理 工程类 物理化学
作者
Shiming Chen,Kai Yang,Hengyao Zhu,Jianan Wang,Yi Gong,Huanxin Li,Manman Wang,Wenguang Zhao,Yuchen Ji,Feng Pan,S. Ravi P. Silva,Yunlong Zhao,Luyi Yang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:117: 108872-108872 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108872
摘要

Lithium-CO2 batteries (LCBs) are regarded as a promising energy system for CO2 drawdown and energy storage capability which has attracted widespread interest in carbon neutrality and sustainable societal development. However, their practical application has been limited by slow kinetics in catalytic reactions and poor reversibility of Li2CO3 products which leads to the issue of a large overpotential, low energy efficiency and poor reversibility. Herein, an efficient catalyst design and synthesis strategy is proposed to overcome the abovementioned bottleneck. Through an electrical joule heating procedure, Pt with random crystal orientations is converted into a 3D porous Pt catalyst with preferred (111) crystal orientation within seconds, exhibiting enhanced CO2 conversion kinetics with superior electrochemical performance. This includes ultralow overpotential (0.45 V), fast rate charging (up to 160 µA cm−2) and high stability (over 200 cycles under 40 µA cm−2). A proof-of-concept stacked Li-CO2 pouch cell, with stable operation under practical current density is demonstrated, indicating significant potential for large-scale operations. This bottom-up design of efficient catalysts and synthesis strategy offers a rapid and cost-effective approach to maximizing catalytic sites for CO2 conversion under restricted catalyst loading, showcasing its versatility across a broad spectrum of catalyst-based energy conversion and storage systems.
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
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
称心匕完成签到,获得积分20
刚刚
怕孤独的乌龟完成签到,获得积分10
1秒前
Aiden发布了新的文献求助10
1秒前
优秀元枫完成签到,获得积分10
1秒前
进宝发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
雨水完成签到,获得积分10
2秒前
sansan完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Canon大炮完成签到,获得积分10
3秒前
w蛋包饭w完成签到,获得积分10
3秒前
飞快的奄完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
隐形曼青应助JJJJJJ采纳,获得10
4秒前
4秒前
ttk完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
体贴的鼠标完成签到,获得积分20
6秒前
闫晓美发布了新的文献求助10
6秒前
涪城的涪完成签到,获得积分10
6秒前
Qi完成签到 ,获得积分10
7秒前
9702发布了新的文献求助10
7秒前
logielock完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
殷子安发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
River完成签到 ,获得积分10
9秒前
Belfsun完成签到,获得积分10
10秒前
lq8996完成签到,获得积分10
10秒前
吴媛媛发布了新的文献求助10
10秒前
Lavender完成签到 ,获得积分10
10秒前
科研通AI2S应助给我三篇SCI采纳,获得10
11秒前
又是许想想完成签到,获得积分10
11秒前
小不点mark完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
阔达的梦露完成签到,获得积分10
11秒前
1121发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
Aiden发布了新的文献求助10
12秒前
汉堡包应助dxxx007采纳,获得30
13秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Writing Systems 500
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Electric Vehicle Powertrains Design Fundamentals, Components, and Applications 400
Handbook on Planning and Climate Change Adaptation 400
Optical Coating Design with the Essential Macleod 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6808835
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8525333
关于积分的说明 18147826
捐赠科研通 6133280
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3028929
邀请新用户注册赠送积分活动 2005519
关于科研通互助平台的介绍 2002926