吉大徐吉静EnSM: 局部表面等离子体共振增强非质子Li-O2电池的电化学动力学和产物选择性

锂氧(Li-O₂)电池具有便携式电子设备和电动汽车所需的潜力，但其氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)缓慢的动力学阻碍了实际实施。

吉林大学徐吉静团队提出银纳米粒子(Ag NPs)的局域表面等离子体共振(LSPR)诱导等离子体热和热电子效应可以同时增强ORR、OER的反应动力学，降低反应活化能并提高放电产物选择性和减轻不利的副反应，从而大大提高了Ag NPs的催化性能。

一方面，等离子体热效应通过降低反应势垒、加速转移来改善ORR、OER的反应动力学。

另一方面，由LSPR诱导的纳米粒子表面的高能电荷注入O₂的分子轨道以获得O₂^δ-，然后与Li⁺结合形成LiO₂，经过二次电子还原，最终生成Li₂O₂。在充电过程中，Li₂O₂被氧化释放出O₂和Li⁺电压低于空穴的平衡电压。

此外，研究人员还计算了光化学转化系数和两种效应之比对催化活性的定量贡献。尤其，通过加速氧还原和析出反应，放电电压显著提高到3.2174 V，超过了热力学极限2.96 V，充电电压降低到3.2487 V(过电位0.0331 V)，具有99%的能量转换效率。

该概念可以扩展到其他类型的电池，例如锌空气电池，从而有助于开发先进的储能系统。

Localized Surface Plasmon Resonance Enhanced Electrochemical Kinetics and Product Selectivity in Aprotic Li-O₂ Batteries. Energy Storage Materials, 2021. DOI:10.1016/j.ensm.2021.08.004