γ-二氧化锰空心球结构的高活性催化剂

美国的科研人员开发出了新型的含钛的γ-二氧化锰空心球结构,这种材料在锂/空气电池和化学氧化反应中表现出良好的电催化和氧化催化活性。

使用氧作为电极材料的锂电池具有非常高的理论容量~12000Whkg-1,具有很好的前景。这种“锂/空气”电池可以直接从空气中获取氧,而不需要将它储存到电池材料的内部。在实际应用中,空气电极包括了碳粉末、氧、氧还原催化剂和粘合剂。电池的循环性能取决于催化剂的性能;而且另一个重要的指标比容量,也对催化剂非常的敏感。所以开发合适的催化剂材料对获得优良性能的电池是非常重要的。

美国康涅狄格大学的Steven Suib教授最近报道了一种新型的氧还原催化剂,它由γ型二氧化锰分子筛和钛够成。这种催化剂可以用单步的析出法制备,其中钛起到了形状导向剂的作用。获得的材料具有高的比表面积和高的催化活性。将这种材料应用到锂/空气电池中,研究人员获得了很高的电荷存储容量~2.2Ahg-1碳。虽然氧化锰被广泛的应用于传统的电池,该研究是第一次将它用到锂/空气电池中。并且这种材料的应用并不局限于此,在大气条件下对甲苯的氧化反应中使用该材料也获得了很好的转化率。

L. Jin et al., Adv. Funct. Mater. 2011; DOI: 10.1002/adfm.201001080