预存
    Document
    当前位置:文库百科文章详情
    北大郭少军团队,最新PNAS!
    来源: 时间:2023-07-06 10:24:08 浏览:1617次

    一作者:Yin Zhou和Qianfeng Gu

    通讯作者:郭少军教授

    通讯单位:北京大学

    DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2301439120




    研究背景

    具有精细电子结构的催化剂是促进析氧反应(OER)动力学和降低锂-氧气(Li-O2)电池充电过电位的理想催化剂。然而,将催化剂内部的轨道相互作用与催化剂和中间体之间的外部轨道偶联连接起来以增强OER催化活性面临着巨大的挑战。基于此,北京大学郭少军教授等人报道了一个级联的轨道导向杂化,即钯-铅金属间(Pd3Pb)的合金杂化,低能Pd原子与反应中间体之间的分子间轨道杂化,从而极大提高了Li-O2电池的OER电催化活性。



    文章要点

    1、金属间化合物Pd3Pb中Pb和Pd两轴的定向轨道杂化,首先降低了Pd原子的d能带能级;在充电过程中,Pd的低4dxz/yz和4dz2轨道与锂超氧化物(LiO2)(关键反应中间体)的2π*和5σ轨道进一步杂化,最终导致反键能级降低,从而减弱轨道对LiO2的相互作用。

    2、密度泛函理论(DFT)计算、XRD等表征表明,金属间化合物Pd3Pb的级联轨道杂化极大降低了活化能,加速了OER动力学。此外,在固定容量为1000 mAh g−1的情况下,基于Pd3Pb的Li-O2电池具有0.45 V的低OER过电位和175次的优异循环稳定性,是目前报道的催化剂中最好的。该工作为在轨道水平上设计复杂的Li-O2电池开辟了一条新道路。



    图文展示

    图1.金属间化合物Pd3Pb的表征

    图2.Pd及其金属间化合物Pd3Pb的电催化性能

     

    图3.金属间Pd3Pb在ORR和OER过程中的微观结构分析

     

    图4.Pd3Pb中Pd和Pb的分子内p-d杂交

    图5.Pd3Pb中Pd原子与LiO2的分子间轨道杂化

    图6.吉布斯自由能和活化能分析

    评论 / 文明上网理性发言
    12条评论
    全部评论 / 我的评论
    最热 /  最新
    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
    点赞12
    回复
    全部
    查看更多评论
    相关文章

    基础理论丨一文了解XPS(概念、定性定量分析、分析方法、谱线结构)

    2020-05-03

    手把手教你用ChemDraw 画化学结构式:基础篇

    2021-06-19

    晶体结构可视化软件 VESTA使用教程(下篇)

    2021-01-22

    【科研干货】电化学表征:循环伏安法详解(上)

    2019-10-25

    【科研干货】电化学表征:循环伏安法详解(下)

    2019-10-25

    Zeta电位的基本理论、测试方法和应用

    2020-08-24

    项目推荐/Project
    动态热机械分析仪(DMA)

    动态热机械分析仪(DMA)

    负染色技术

    负染色技术

    热门文章/popular

    基础理论丨一文了解XPS(概念、定性定量分析、分析方法、谱线结构)

    手把手教你用ChemDraw 画化学结构式:基础篇

    晶体结构可视化软件 VESTA使用教程(下篇)

    【科研干货】电化学表征:循环伏安法详解(上)

    电化学实验基础之电化学工作站篇 (二)三电极和两电极体系的搭建 和测试

    【科研干货】电化学表征:循环伏安法详解(下)

    微信扫码分享文章