復旦大學彭慧勝團隊設計了碳納米管/氮化碳異質結構光電陰極實現高效穩(wěn)定Li-CO2電池。相關研究成果發(fā)表在2021年11月19日出版的《德國應用化學》。

Li-CO2電池被認為是緩解環(huán)境問題和實現空間應用的有前途的動力系統。然而，緩慢的陰極CO2還原/釋放動力學導致所制備的儲能器件的低往返效率和較差的循環(huán)穩(wěn)定性。

該文中，研究人員設計了一種由碳納米管和碳氮化物組成的異質結光電陰極，以加速Li-CO2電池在光照下的陰極反應。得益于氮化碳獨特的缺陷結構和良好的界面電荷轉移，光電陰極高效地吸收紫外-可見光，生成豐富的光激發(fā)載流子，并協調高能光電子/空穴參與放電/充電反應，高效利用光能，降低反應勢壘，提高Li-CO2電池的熱力學可逆性。由此產生的電池提供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%）。