毛片大全-91久久久久久久-麻豆影音-91视频免费播放-一本色道久久综合亚洲精品按摩-日本中文在线观看-国产三级影院-国产特级毛片aaaaaa-日韩一卡二卡三卡-夜夜嗨av禁果av粉嫩av懂色av-亚洲精品456-国产日韩成人-日韩性生交大片免费看-日韩欧美有码-老头糟蹋新婚少妇系列小说

簡述固態Na-O2納米電池的電催化原位成像

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年09月08日  

燕山大學ESM: 基于Au包覆的MnO2納米線空氣陰極的固態Na-O2納米電池的電催化原位成像

堿金屬(特別是Li和Na)空氣電池由于其理論能量密度遠高于金屬離子電池而引起了全世界的關注。然而,金屬空氣電池的實際應用受到空氣陰極中緩慢的氧還原反應(ORR)和析氧反應(OER)動力學引起的低循環性,低倍率性能和低循環效率的困擾。因此,利用貴金屬(如Au,Pd,Pt,Ru等)和過渡金屬氧化物(如MnO2,Co3O4,Fe2O3,CuO等)作為電催化劑以促進鋰空氣電池中緩慢的ORR和OER。相比Li-O2電池,Na-O2電池使用無催化劑的碳基電極作為空氣陰極時也可表現出良好的性能;且具有較低的ORR和OER過電位以及更好的循環性,使得許多研究人員認為基于非水系電解質的Na-O2電池中不需要電催化劑,或碳基材料本身就可以作為有效的電催化劑。然而,也有其他研究者使用貴金屬和過渡金屬氧化物作為Na-O2電池電催化劑的報道。那么問題便產生了,Na-O2電池中是否需要電催化劑?如果是,那么在Na-O2電池中電催化過程是如何進行的,包括催化劑的結構演變以及放電產物的成核和生長?最近球差校正環境透射電子顯微鏡(ETEM)的出現使金屬-空氣電池的原位研究成為現實,這為揭示Na-O2電池中的關鍵問題提供了新的機遇。

近日,燕山大學黃建宇教授、唐永福副教授、中國石油大學(北京)張利強教授課題組(共同通訊作者)以及燕山大學沈同德教授在知名期刊EnergyStorageMaterials上發表“In-situimagingelectrocatalysisinaNa-O2batterywithAu-coatedMnO2nanowiresaircathode”的研究論文。利用先進的ETEM技術實現了Na-O2電池電催化過程的首次原位成像。Au包覆的MnO2納米線空氣陰極,ORR過程表現為在Au催化劑表面成核并形成NaO2納米氣泡,這導致MnO2納米線表面的體積增加18倍;隨后NaO2迅速發生歧化反應生成Na2O2和O2,導致NaO2納米氣泡坍塌。相比之下,在沒有鍍金的MnO2納米線作為陰極時沒有發生一電子轉移的ORR;僅由于Na^+嵌入造成MnO2納米線膨脹217%。該結果不僅提供了對Na-O2電池中Au催化的氧化學的新見解,而且提供了一種用于評估金屬-空氣電池中的電催化的原子級表征技術。

燕山大學ESM: 基于Au包覆的MnO2納米線空氣陰極的固態Na-O2納米電池的電催化原位成像

圖1.在Na-O2納米電池中原位成像Au催化的ORR。(a)實驗裝置的示意圖。SOB由Au/MnO2納米線和O2陰極,Na2O電解質和Na陽極組成。(b-g)ORR期間NaO2放電產物的結構演變。在向Au/MnO2納米線施加負電位時,在右側Au/MnO2納米線和Na2O接觸處氣泡狀NaO2成核(b,c),然后沿納米線傳播,導致體積增加18倍(d,e)。由于NaO2的歧化反應生成Na2O2和O2(f-g),使放電產物收縮。(h-i)Au/MnO2納米線的充電過程。在放電/充電后團聚成較大尺寸的Au納米顆粒表現出比(b-i)中所示的ADF圖像中的MnO2納米線和放電產物更亮的襯度。(j)充電過程后殘留充電產物的HRTEM圖像。充電后位于團聚的Au納米顆粒上的殘留Na2O2與Na+隔離開,因此OER停止。

燕山大學ESM: 基于Au包覆的MnO2納米線空氣陰極的固態Na-O2納米電池的電催化原位成像

圖2.放電產物的結構和相特征。(a)放電后Au/MnO2納米線空氣陰極的ADF圖像。納米線不同的區段(a中的黃色方塊)的EDP和EELS分別顯示在(b-d)和(e,f)中。Au納米顆粒在放電后團聚成較大尺寸,與MnO2納米線和放電產物相比ADF圖像具有更明顯的襯度。(b)Au/MnO2納米線的未反應端的EDP顯示出疊加在衍射環上的尖銳衍射斑點,衍射環分別被標定為α-MnO2和Au。(c)放電產物和納米線的EDP顯示出衍射環上的尖銳衍射斑點,衍射環分別被指數為NaO2和Na2O2,Na0.5MnO2和Au。(d)放電產物的EDP僅顯示衍射環,其被標定為Na2O2,Na0.5MnO2和Au。(e-f)EELS光譜來自:未反應區域(紅色),放電產物與Au/MnO2區域(藍色)和放電產物區域(綠色)。(e)lowloss譜。主要的等離子體峰從原始Au/MnO2納米線(紅色)的27.4eV變為NaO2層包覆Au/MnO2納米線的25.2eV(藍色),和NaO2的15.2eV(綠色),表明NaO2和Na2O2比Au/MnO2納米線的密度低。(f)coreloss譜。來自Au/MnO2(紅色)的譜圖顯示Mn,O的存在,并且放電產物(藍色)顯示Mn,O和Na的存在,而來自放電產物(綠色)的譜圖僅顯示弱的O-K和Na-K邊吸收譜。

燕山大學ESM: 基于Au包覆的MnO2納米線空氣陰極的固態Na-O2納米電池的電催化原位成像

圖3.隨時間變化的ADF圖像表明,沒有Au涂層的MnO2納米線在放電后發生常規嵌入反應而沒有ORR發生。(a-c)基于MnO2納米線Na-O2納米電池的放電過程。在放電過程中MnO2納米線發生明顯的膨脹但沒有氣泡狀放電產物產生。(d-f)充電過程。長時間充電后沒有觀察到明顯的變化。(g-i)分別為原始MnO2納米線(g),放電產物(h)和充電產物(i)的EDP。(j-k)分別為原始MnO2納米線和放電產物(j)的lowlossEELS譜圖。主要的等離子體峰值從原始納米線(紅色)的27.5eV到放電后納米線(藍色)的23.1eV。(k)coreloss譜。來自原始納米線(紅色)的譜圖表明Mn,O的存在,并且表明放電產物(綠色)和充電產物(藍色)有Mn,O和Na的存在。

燕山大學ESM: 基于Au包覆的MnO2納米線空氣陰極的固態Na-O2納米電池的電催化原位成像

圖4.放電過程中Au/MnO2空氣陰極中NaO2成核和生長過程的形態和相應的EDP演變。放電產物用白色虛線表示。(a)Au納米顆粒在放電產物成核之前團聚;(b)放電產物從團聚的Au納米顆粒成核,并在Au納米顆粒上生長(c-e)。隨著放電納米顆粒的出現,其相應的EDP為尖銳的衍射斑點,被標定為NaO2(f-g)。衍射斑點在其出現后迅速消失,表明其分解(h)。

燕山大學ESM: 基于Au包覆的MnO2納米線空氣陰極的固態Na-O2納米電池的電催化原位成像

圖5.Na-O2電池中Au催化ORR的示意圖。(a)MnO2納米線表面上的Au納米顆粒催化單電子ORR,形成的超氧離子,將嵌入的Na+從納米線內部提取到表面,與O2-反應,形成放電產物NaO2。(b-c)放大的TEM圖像,表明在Au/MnO2納米線表面(b)上形成NaO2放電產物,以及由裸MnO2納米線空氣陰極(c)中的嵌入反應引起的體積膨脹。ORR在Au/MnO2納米線出現而不是在MnO2納米線出現表明了Au顯著的催化效應。在放電(b)后,Au納米顆粒團聚成更大尺寸,其ADF圖像比MnO2納米線(由虛線描繪)和放電產物(由虛線描繪)具有更亮的襯度。

Na-O2電池的原位ETEM研究揭示了表觀Au納米顆粒催化的ORR,即在Au涂層的MnO2空氣陰極中,首先在納米線上形成了氣泡狀的NaO2,然后在放電期間歧化分解為Na2O2和O2。與之形成鮮明對比的是,相同的實驗條件下MnO2空氣陰極中不發生ORR。在Au/MnO2納米線表面形成NaO2導致體積增加18倍,而循環后MnO2納米線的結構幾乎完好無損。該結果為Na-O2電池中的Au催化氧化學提供了新的見解,以及通過原位電子顯微鏡實時評估金屬空氣電池中的電催化性能提供了新技術。

相關產品

主站蜘蛛池模板: 久久久久国产精品视频 | 黄色一级片在线播放 | 九九久久国产 | 亚洲网址在线观看 | 亚洲二区在线观看 | 九九热在线免费视频 | 中文字幕亚洲在线观看 | 国产女人和拘做受视频免费 | chinese hd xxxx tube麻豆tv| 亚洲女人初尝黑人巨大 | 97色在线视频| 日韩欧美综合 | 爱爱亚洲| 久久日韩精品 | 日日爱669 | 欧美大黄 | 国产学生美女无遮拦高潮视频 | 日本精品网站 | 一区二区三区欧美视频 | 影音先锋91 | 国产欧美一区二区三区视频 | 久久中文娱乐网 | 日韩一区二区三免费高清在线观看 | 日韩精品123| 超碰99在线观看 | 五月婷婷网站 | 亚洲色偷偷色噜噜狠狠99网 | 国产成人啪免费观看软件 | 聚色av| 九九视频网 | 日韩超碰在线 | 91精品91久久久中77777 | 天海翼av| 五月激情婷婷网 | 少妇厨房愉情理伦bd在线观看 | 欧美国产精品一区二区 | 欧洲一区在线观看 | 精品熟女一区 | 韩国三级在线 | 国产精品91视频 | 俺也去av | 激情五月激情综合网 | 女生被男生桶 | 亚洲a精品| 国产男男gay体育生网站 | aa黄色大片 | 久久久久国 | 欧美午夜一区二区 | 中文字幕av亚洲精品一部二部 | 中文国语毛片高清视频 | www.chengren| 久久免费偷拍视频 | 国产美女精品一区二区三区 | 国产91网 | 国产在线观看免费播放 | 成人欧美精品 | 桃色视屏 | 中国a一片一级一片 | 西西人体www大胆高清 | 国产欧美日韩综合精品一区二区三区 | 亚洲小说春色综合另类 | 亚洲成人中文 | 国产午夜伦理 | 四虎国产精品成人免费入口 | 老子午夜影院 | 国产午夜免费福利 | 欧美巨大另类极品videosbest | 无套内谢少妇毛片 | av不卡免费 | 无码人妻精品一区二区三区夜夜嗨 | 午夜精品久久久久久久久久久久久蜜桃 | 特黄老太婆aa毛毛片 | 国语对白清晰刺激对白 | 国产91精品露脸国语对白 | av在线资源站 | 国产精品国产精品国产 | 亚洲一区欧美二区 | 国产一级高清 | 一级艳片新婚之夜 | 99r热| 少妇熟女一区二区三区 | 91伊人久久 | www.激情| 日韩在线一卡 | 少妇高潮伦 | 无码毛片aaa在线 | 国产精品第8页 | 国产精品麻豆一区二区三区 | 第一av| 久久亚洲综合 | 玩弄人妻少妇500系列 | 粉嫩av懂色av蜜臀av分享 | 久久久网 | 青青草91 | 国产剧情av麻豆香蕉精品 | 影音先锋三级 | 中文精品一区 | 五月激情综合 | 99视频精品|