Small Methods: 以碳化钼纳米颗粒/氮掺杂纳米碳片为空气电极的可充电锂氮气电池

一直以来,固氮是极具挑战并回报颇丰的课题。传统的固氮方法即哈伯-博施法会消耗大量的化石能源,不仅是能源的浪费,也会导致严重的环境问题。因而,氮的电催化是一种具有发展潜力的转化利用氮气的方法。在氮电催化的众多方法中,将其与电池结合起来组装的锂氮气电池是一种有效而且可简便利用氮气的方法。

南开大学周震教授课题组利用凝胶溶胶法制备了碳化钼纳米颗粒高分散在氮掺杂纳米碳片上的复合材料作为锂氮气电池的空气电极。相比于不含碳化钼催化剂的电极,以此材料为空气电极的电池具有更高的放电容量和更好的循环性能。此外作者还通过X射线衍射等测试手段确认放电产物氮化锂的产生和消失,证实了这一电池体系的可逆性。考虑到现阶段的锂空气电池的基础研究均以纯氧气为测试环境,若想实现真正的锂空气电池,空气中含量为78%的氮气对锂空气电池的影响是不可忽略的。因此,锂氮气电池是需要继续深入研究的电池体系,对实现电催化固氮和名副其实的锂空气电池意义重大。

该工作由南开大学2017级博士研究生王新改等人完成,该成果发表于Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201800334)上。

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