復(fù)旦大學(xué)彭慧勝團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了碳納米管/氮化碳異質(zhì)結(jié)構(gòu)光電陰極實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定Li-CO2電池。相關(guān)研究成果發(fā)表在2021年11月19日出版的《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》。

Li-CO2電池被認(rèn)為是緩解環(huán)境問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)空間應(yīng)用的有前途的動(dòng)力系統(tǒng)。然而，緩慢的陰極CO2還原/釋放動(dòng)力學(xué)導(dǎo)致所制備的儲(chǔ)能器件的低往返效率和較差的循環(huán)穩(wěn)定性。

該文中，研究人員設(shè)計(jì)了一種由碳納米管和碳氮化物組成的異質(zhì)結(jié)光電陰極，以加速Li-CO2電池在光照下的陰極反應(yīng)。得益于氮化碳獨(dú)特的缺陷結(jié)構(gòu)和良好的界面電荷轉(zhuǎn)移，光電陰極高效地吸收紫外-可見(jiàn)光，生成豐富的光激發(fā)載流子，并協(xié)調(diào)高能光電子/空穴參與放電/充電反應(yīng)，高效利用光能，降低反應(yīng)勢(shì)壘，提高Li-CO2電池的熱力學(xué)可逆性。由此產(chǎn)生的電池提供98.8%的高往返效率（0.04 V的超低電壓滯后）和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（100次循環(huán)后效率保持率為86.1%）。