【儀表網 研發快訊】近日，大連化物所催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組(508組)吳忠帥研究員團隊與包信和院士團隊合作，在開發高效、穩定雙功能氧催化劑方面取得新進展，該成果利用空間限域效應，在石墨烯表面集成了先進的氧還原(ORR)催化劑Pt和氧析出(OER)催化劑RuO2(Pt/RuO2/G)，成功實現了優異的OER/ORR及鋰氧氣電池性能。
 

　　鋰氧氣電池因其可持續性、環保性和高達3500 Wh kg-1的超高理論能量密度而備受關注。然而，鋰氧電池仍然面臨著過電位不理想、倍率能力差、可循環性有限等具有挑戰性的瓶頸，其商業化發展有限。因此，探索具有高活性、穩定性及可商業化的雙功能氧催化劑是提升鋰氧電池性能的關鍵，合理構建針對不同活性位點的雙功能催化劑、協同提高鋰氧電池的OER/ORR具有重要意義。
 

　　本工作中，該團隊開發出一種具有顯著活性和耐用性的二維多孔Pt/RuO2/G雙功能電催化劑，獲得的Pt/RuO2/G具有優異的雙功能氧催化活性，OER/ORR電勢差ΔE僅為0.633 V；以其作為正極催化劑構筑的鋰氧氣電池實現了超過220次(超過2200小時)的循環性能。理論計算結果表明，Pt/RuO2/G基鋰氧電池中導電性的提高和對反應中間體吸附能的減弱，使電池具有較低的充電電壓和長期可循環性。在高性能鋰氧電池研究中，這種構筑二維超薄復合納米片的策略將為合理設計高活性和耐用的雙功能電催化劑提供新思路。
 

　　相關研究成果以“Spatially Confined Subnanometer Pt in RuO2 Nanosheet as Robust Bifunctional Oxygen Electrocatalyst for Stabilizing Li-O2 Batteries”為題，于近日發表在《化學催化》(Chem Catalysis)上。上述工作得到國家自然科學基金、中科院潔凈能源創新研究院合作基金等項目的資助。(文/圖 李月嬌)