碳纳米管/氮化碳异质结光电阴极实现高效稳定的Li-CO2电池

复旦大学彭慧胜团队设计了碳纳米管/氮化碳异质结构光电阴极实现高效稳定Li-CO2电池。相关研究成果发表在2021年11月19日出版的《德国应用化学》。

Li-CO2电池被认为是缓解环境问题和实现空间应用的有前途的动力系统。然而，缓慢的阴极CO2还原/释放动力学导致所制备的储能器件的低往返效率和较差的循环稳定性。

该文中，研究人员设计了一种由碳纳米管和碳氮化物组成的异质结光电阴极，以加速Li-CO2电池在光照下的阴极反应。得益于氮化碳独特的缺陷结构和良好的界面电荷转移，光电阴极高效地吸收紫外-可见光，生成丰富的光激发载流子，并协调高能光电子/空穴参与放电/充电反应，高效利用光能，降低反应势垒，提高Li-CO2电池的热力学可逆性。由此产生的电池提供98.8%的高往返效率（0.04 V的超低电压滞后）和优异的循环稳定性（100次循环后效率保持率为86.1%）。