锂-氧电池有潜力成为未来储能最出色的解决方案，其理论能量密度超过所有现有电池。然而，绝缘且不溶的放电产物（过氧化锂；Li₂O₂）损害了实际应用。基于电子结构和界面电荷转移描述符的传统催化剂设计无法克服 Li₂O₂ 带来的这些限制。

近日，高丽大学Stefan Ringe，Yong-Mook Kang重新审视了功能催化底物在调节Li₂O₂成核和生长中的作用。

文章要点

1）催化剂介导的Li₂O₂生长在吸附/结合能和晶格失配方面受到限制。从金属/氧化物到Li₂O₂/电极的受控固/固界面是通过以较低能量绕过异相成核来实现的障碍。赤铜矿(Cu₂O)上的六角形表面氧环促进均匀的Pd分布，充当进一步电化学沉淀Li₂O₂的成核种子。

2）Pd分布引起的各向异性Li₂O₂片形成连续的Li₂O₂/电极界面，提高了整个Li−O₂电池的性能，并减轻了电池中的电化学和机械应力。该研究验证了固体催化剂调控Li₂O₂生长对于Li−O₂电池中连续Li₂O₂/电极界面的重要性。

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Mihui Park, et al, Heterogeneous Catalyst as a Functional Substrate Governing the Shape of Electrochemical Precipitates in Oxygen-Fueled Rechargeable Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c03619

https://doi.org/10.1021/jacs.3c03619