高纯度13C标记石墨烯中海绵：锂氧电池的下一代催化剂支架

来自 实验室仪器网

一种新的高纯度13C标记的石墨烯中海绵 （13C-GMS）可能是加载多晶型钌 （Ru） 催化剂的坚固支架，也有助于确定电池退化的原因。

世界需要在清洁和高效的能源技术方面取得长足进步，才能实现联合国的可持续发展目标 （SDG）。开发下一代储能设备是这一努力的关键方法之一，因为它们可以帮助人类实现碳中和的全球目标。

有许多潜在的替代品，但高能量密度电池受到了特别关注，因为它们具有多种环保用途，预计将为未来的电动汽车和电网规模的可再生能源存储提供动力。

锂氧（Li-O2）电池的特点是理论能量密度极高，超过标准锂离子电池。尽管有这样的承诺，但它们的实际部署仍因循环寿命短和快速劣化而受到阻碍。

了解这种波动的根本原因对于实现新颖且可持续的能源未来至关重要。

由东北大学、群马大学、九州同步加速器光研究中心、曼彻斯特城市大学（英国）和剑桥大学（英国）的研究人员组成的团队旨在以其高纯度 （>99%） 应对这一关键挑战13C 标记的石墨烯中海绵 （13C-GMS）。

石墨烯介海绵是一种中空结构材料，具有类似海绵的特性，例如高柔韧性。它具有独特的结构，可用于许多不同的应用。在这种情况下，我们对其进行了定制，以了解有关电池故障原因的更多信息。

这种独特的材料具有大表面积和少边缘位点，可作为加载多晶型钌 （Ru） 催化剂的坚固支架。通过将定量表征技术与理论模拟相结合，该团队确定了电池故障是由碳阴极劣化还是电解质击穿引起的。

研究结果表明，降低电荷电位有助于减缓碳阴极的劣化，但不同的 Ru 晶相会导致不同程度的电解质分解。

研究结果能够指出电池中的“最薄弱环节”——阴极或电解质——这让我们确切地知道制造锂聚合物需要改进什么。

这一发现是关于固态催化剂如何在锂聚合物中发挥作用的争论的核心2电池，同时为全球寻找可持续储能选择做出了贡献。通过揭示导致电池故障的潜在机制，该研究提出了下一代电池的新设计理念，以支持可持续发展目标并促进清洁能源创新。

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