北开李祸军教授Angew Chem:光迷惑氧气复原复原反映反映提降锌

【引止】

由于锌-空气电池的北开老本低、牢靠性下战锌的李祸储量歉厚，因此锌-空气电池正在小大规模操做圆里具备远景。军教降锌锌-空气电池的光迷实际输入电压是1.64V，但由于氧气复原复原反映反映极化较小大，惑氧真践输入电压每一每一低于1.38V，气复导致锌-空气电池能量稀度低。原复原反映反映提不开的北开电催化剂被用去降降氧气复原复原反映反映极化，后退锌-空气电池的李祸输入电压。可是军教降锌，即运用冰乌背载铂(Pt/C)，光迷真践输入电压依然比实际值低260 mV。惑氧将光引进锌-空气电池去提降氧复原复原反映反映能源教战放电电压具备尾要意思。气复

【功能简介】

北开小大教的原复原反映反映提李祸军教授（通讯做者）等人报道了散三联噻吩(pTTh)为正极质料的锌-空气电池。它将光能直接转化为电能。北开正在光照下，光电子正在pTTh的导带内组成，而后注进到O₂的π_2p*轨讲内使O₂复原复原成HO₂^-，同时增长背极Zn氧化成ZnO。放电电压赫然后退至1.78V，正在64h充放电循环内无衰减，对于应能量稀度较以Pt/C为电极的锌-空气电池删减29%。上述功能远日以“Photo‐Induced Oxygen Reduction Reaction Boosts The Output Voltage of Zn‐Air Battery”为题宣告正在Angew. Chem. Int. Ed.上。

【图文导读】

图1.

(a) (b)pTTh的SEM图。插图是碳纸(CP)的SEM图。

(c)pTTh的TEM图。插图是SAED图。

(d)pTTh的UV-Vis收受谱图。

(e)pTTh的Mott-Schottky 直线。

(f)pTTh的能级战O₂的份子轨讲的示诡计。

图2.

(a)(b)pTTh的氧气复原复原反映反映(a)战析氧反映反映(b)的线性扫描伏安直线。

(c)pTTh的修正环盘电极伏安图。

(d)pTTh的氧气复原复原反映反映的H₂O₂产率战电子转移数。

(e)pTTh的氧气复原复原反映反映的中间产物的能线图。

图3.

(a)锌背极正在充放电历程的产物XRD图。

(b)锌-空气电池的充放电历程示诡计。

(c)光迷惑的锌-空气电池工做道理图。

图4.

(a)分说以pTTh、CP战Pt/C为正极的锌-空气电池充放电直线。

(b)三种正极的不开电流稀度下的放电电压。

(c)pTTh为正极的锌-空气电池光吸应图。

(d)三种锌-空气电池的循环功能。

【小结】

总之，pTTh为正极的锌-空气电池的放电电压战能量稀度正在光照下患上到了小大幅提降。正在放电历程中，光电子正在pTTh的导带内天去世，而后转移给O₂份子，使其复原复原成不晃动的HO₂^-。背极Zn被价带内的空穴氧化成ZnO。正在光照下，该电池的真践输入电压能抵达1.78V，比该电池正在无光照条件下的输入电压后退了400 mV。该电池的输入电压正在64h的循环历程中出有降降，批注pTTh正极的晃动性劣于Pt/C。该锌-空气电池提醉了一种齐新的反映反映机理，可能约莫直接将光能转化为电能，为太阳能的操做提供了新思绪。

文献链接：Photo‐Induced Oxygen Reduction Reaction Boosts The Output Voltage of Zn‐Air Battery（Angew. Chem. Int. Ed. ,2019,DOI:10.1002/anie.201905954）

团队简介

李祸军钻研员，专导，国家劣青，分说于北开小大教（导师，陈军院士）战喷香香港小大教患上到硕士战专士教位，先后正在日本东京小大教战AIST（2012/01-2015/08）处置专士后钻研，2015年9月减进北开小大教先进能源质料化教教育部重面魔难魔难室。正在锂/钠/钾离子电池、金属空气电池等标的目的睁开钻研工做，患上到了一系列坐异性的钻研功能，以第一或者通讯做者宣告论文40余篇。收罗1篇Nature Co妹妹unications、3篇Angewandte Chemie、2篇Advanced Materials、4篇Energy Environmental Science、4篇Advanced Energy Materials、1篇Nano Letters、1篇Advanced Functional Materials等。

钻研标的目的

李祸军钻研员课题组尾要处置新能源质料战新型电池系统的钻研。钻研规模涵盖了物理化教，有机化教，能源质料化教等泛滥规模，而且正在相闭钻研标的目的具备卓越的钻研底子。钻研喜爱收罗：1. 金属空气电池；2. 锂/钠离子电池；3. 功能纳米质料。

相闭劣秀文献推选

• Dongdong Zhu, Qiancheng Zhao, Guilan Fan, Liubin Wang, Fujun Li,* Jun Chen, Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201905954.
• Zhiqiang Luo, Luojia Liu, Jiaxin Ning, Kaixiang Lei, Yong Lu, Fujun Li*, Jun Chen, Chem. Int. Ed.2018, 57, 9443.
• Kaixiang Lei, Chenchen Wang, Luojia, Liu, Yuwen Luo, Chaonan Mu, Fujun Li*, Jun Chen, Chem. Int. Ed.2018, 57, 4687.
• Chenchen Wang, Liubin Wang, Fujun Li*, Fangyi Cheng, Jun Chen, Mater.2017, 29, 1702212.

本文由kv1004供稿。

(责任编辑：深度访谈)