Synthese und Entwicklung von umweltfreundlichen Katalysatoren für Lithium-Gas-Batterien
Die Zunahme der CO2-Emissionen von Kohlendioxid hängt mit der Zunahme des Verbrauchs fossiler Brennstoffe in den letzten Jahrzehnten zusammen . Eine der besten Strategien zur Emissionsreduzierung ist die Verwendung neuer Speicher- und Umwandlungssysteme für saubere und erneuerbare Energien. Die Metallluftsysteme sind eine der möglichen Lösungen, insbesondere Li-CO2. In den letzten Jahren hat das elektrochemische Li-CO2-System mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen, weil der umweltfreundlichen CO2-Nutzung und seiner höheren theoretischen Energie 1876 Wh/kg hat. Die erste Einführung des Li-CO2-Systems erfolgte in 2013 als Primärbatterie durch Archer und Mitarbeiter. In ihrer entworfenen Primärbatterie wurde CO2 durch verschiedene Temperaturen zyklisiert. Die erste wiederaufladbare Batterie wurde 2014 von Li et al. vorgestellt, die flüssigen Elektrolyten auf TEGDME-Basisbenutzt, erreichte 7 Zyklen. Das Hauptziel in den nächsten Jahren von allen Forschungsgruppen würde die Verbesserung der elektrochemischen Leistung der Wiederaufladbarkeit Li-CO2-Batterie durch Verbesserung und Entwicklung eines wirksamen Katalysators.
In dieser Arbeit berichten wir über die katalytischen und elektrochemischen Eigenschaften von Eisenoxiden auf Kohlenstoffpartikeln und ihre Mischungen als Katalysator für wiederaufladbare Li-CO2-Batterien. Die Eisenpartikel sollen bei der effizienten Zersetzung des Li2CO3 helfen. Die Kohlenstoffpartikel, die während der Pyrolyseprozesse gebildet werden, wirken als Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit, die zur Funktionalität des Katalysators beiträgt. Die poröse Struktur verbessert die Benetzung des Katalysators mit dem Elektrolyten und schafft die 3-Punkt-Grenze mit vielen aktiven Zentren . Infolgedessen weisen die Li-CO2-Batterien mit Eisenoxide als Katalysator ein geringes Ladungsüberpotential, eine ausgezeichnete Coulomb-Effizienz und eine überlegene Zyklusleistung auf.