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分级介孔纳米线超高容量锂空气电池及相关媒体报道

已有 5827 次阅读 2013-1-9 10:49 |个人分类:新闻关注|系统分类:科普集锦| 电池, 纳米

更小、更轻和更高性能的电子设备以及电动汽车的迅速发展,对电池能量密度提出了越来越高的要求。锂空气电池是当前发展起来的一种具备超高比容量和能量密度的新型电池。

锂空气电池中的氧还原反应和氧析出反应的速率是影响其性能的主要因素,开发廉价高效的催化剂对于提升反应速率和改善锂空气电池性能具有重要意义。钙钛矿型材料是备受关注的、具有较高氧还原和氧析出反应催化活性的催化剂。

近日,武汉理工大学哈佛大学纳米联合重点实验室麦立强教授课题组针对当前锂空气电池实际容量与理论容量有较大差距、反应产物阻碍氧扩散等问题,利用多步微乳液法,合成了钙钛矿型镧锶钴氧(La0.5Sr0.5CoO2.91LSCO)分级介孔纳米线。该纳米线直径约150 nm,长度约几微米,内部由分支纳米短棒取向搭接而成,搭接部分形成大量连续堆积孔道,分支纳米短棒表面仍为多孔结构。BET测试表明其比表面积为97 m2/g,相对于LSCO纳米颗粒有极大的提高。通过旋转圆盘电极在水溶液和有机电解液体系极化曲线测试表明, LSCO介孔纳米线比纳米颗粒具有更大的半波电位和极限扩散电流,对氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)表现出更高的催化活性。以介孔纳米线为催化剂组装的锂空气电池,放电容量高达11059 mAh g-1,比LSCO纳米颗粒提高了一个数量级。由于具有优异的电催化活性,LSCO介孔纳米线在金属空气电池、燃料电池等方面有极大的应用潜力。

基于该研究成果的科学论文“Hierarchical mesoporous perovskite La0.5Sr0.5CoO2.91 nanowires with ultrahigh capacity for Li-air battery”发表于国际著名学术期刊《美国科学院院刊》(PNAS)(doi:10.1073/pnas.1210315109)。相关成果已申请国家发明专利(申请号:201210420109.1)。

麦立强教授课题组致力于纳米线储能材料与器件研究,在Nature Commun.Nano Lett.PNASAdv. Mater.ACS Nano等国际刊物发表SCI收录论文67篇,被Materials Today等邀请撰写专题综述论文4篇。近期发表的论文被引用820余次,被Nature Asia MaterialsNanowerk等著名网站选为研究亮点报道,并受到锂离子电池先驱M.S. Whittingham教授、介孔材料奠基人G.D. Stucky教授等世界一流学者的广泛关注和积极评价。

上述工作得到了科技部、国家自然科学基金委、教育部等的支持。(来源:武汉理工大学哈佛大学纳米联合重点实验室)

 

                         主要新闻媒体报道

1. 人民网:

科学家研究称新电池蓄电能力比锂电池高10倍

武汉理工大学与哈佛大学联手奉献新成果

  新电池蓄电能力比锂电池高10倍

  本报讯(记者李佳)我们的手机和笔记本电脑用的都是锂离子电池。而现在,一种锂空气电池已成为科学家眼中的“未来电池”。

  记者昨日获悉,武汉理工大学—哈佛大学纳米联合重点实验室的武汉科学家,正在为这款电池出世“加足电力”。他们的研究引起全球制成首个锂电池的威庭汉教授的关注和积极评价,其最新成果本月12日在国际著名期刊《美国科学院院刊》(PNAS)在线发表。

  多年来,研究人员一直希望能用锂空气电池代替传统的锂离子电池,因为锂空气电池的蓄电能力比性能最好的锂离子电池要高10倍以上。

  2009年,武汉理工大学引进的麦立强教授牵线,武汉理工大学和哈佛大学成立纳米联合重点实验室。麦立强介绍,锂空气电池是近年来得到快速发展的具备超大容量和超大能量密度的电化学电池

  据了解,锂空气电池的发电原理是,将锂金属氧化产生锂离子和电子,锂离子、电子与空气中的氧分子进行还原反应,从而产生电能。

  由于空气随处可得,人们可把锂空气电池做得更轻、更小,不必再担心燃料储存空间的问题。

(来源:长江日报)

http://scitech.people.com.cn/GB/n/2012/1120/c1057-19637601.html

2. 中国日报:

http://www.chinadaily.com.cn/micro-reading/dzh/2012-11-20/content_7551969.html

3.光明网:武汉理工大学与哈佛大学联手奉献科研新成果

http://edu.gmw.cn/2012-11/20/content_5740591.htm

 



http://blog.sciencenet.cn/blog-3082-651285.html

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1 孙长庆

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