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Li-O₂電池（LOB）具有超高的理論能量密度（3457 Wh kg^-1），是一種很有前途的“超鋰離子”技術(shù)，但目前受到O₂與Li₂O₂可逆氣-固反應正極動力學緩慢的阻礙。此外，缺乏實現(xiàn)高性能的設計指導，使得催化劑的探索無果而終。

基于此，南京大學郭少華教授等人報道了通過高熵策略精心構(gòu)建了一系列具有寬分布d-帶中心（即大范圍吸附強度）的催化劑，從而對LOB電催化劑中的Sabatier關系進行了深入研究。d作為概念演示，使用FeCoNiMnPtIr作為催化劑的LOB提供了超過80%的卓越能量轉(zhuǎn)換效率，并以4000 mAh g^-1的高固定比容量穩(wěn)定工作2000 h。

通過DFT計算，作者研究了d-帶中心與催化活性之間的關系。將吸附催化劑與LiO₂（LOB中最關鍵的中間體）或Li₂O₂（其分解動力學主導LOB的能量轉(zhuǎn)換效率）之間的結(jié)合強度作為d-帶中心的指標進行了研究。LiO₂/Li₂O₂的兩個O原子在設計的合金中與活性原子結(jié)合，而Li原子通過靜電相互作用被其他原子吸引。

LiO₂/Li₂O₂的結(jié)合能隨著d-帶中心的下降而不斷降低，呈現(xiàn)出HEA > PtIr > HEAPtIr > HEAIr > HEAPt的趨勢。能量轉(zhuǎn)換效率隨結(jié)合能的單調(diào)變化呈火山曲線而非線性曲線，且在HEAPtIr具有中等吸附能力的陰極處達到最大值。

作者直接看到LiO₂在HEA和PtIr表面上結(jié)合更強，O原子和金屬原子之間的電子密度也更高，而HEAIr和HEAPt沒有明顯的增加，HEAPtIr達到了平衡。

作者還計算了O1-O2鍵的投影和積分晶體軌道漢密爾頓族（pCOHP和iCOHP）的值，對于-pCOHP，正負部分分別代表成鍵和反鍵相互作用，而-iCOHP越負則表明氧原子之間的相互作用越弱。從HEAPt到HEAPtIr，隨著結(jié)合能的增加，占據(jù)了更多的反鍵態(tài)，表明與HEAIr和HEAPt相比，HEAPtIr可以進一步削弱O1與O2之間的相互作用。

Sabatier Relations in Electrocatalysts Based on High-entropy Alloys with Wide-distributed d-band Centers for Li-O₂ Batteries. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202310894.

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/09/29/b27c74c53c/

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?南大Angew：Li-O2電池電催化劑中的Sabatier關系

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