吉大徐吉静EnSM: 局部表面等离子体共振增强了非质子锂氧电池的动力学和产物选择性

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吉大徐吉静EnSM: 局部表面等离子体共振增强了非质子锂氧电池的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，但氧还原反应 (ORR) 和析氧反应 (OER) 过程缓慢的动力学阻碍了其实际应用。
吉大徐吉静EnSM: 局部表面等离子体共振增强了非质子锂氧电池的动力学和产物选择性
在此，吉林大学徐吉静教授等人报道了将银纳米粒子 (Ag NPs) 的局域表面等离子体共振 (LSPR) 引入锂氧电池，它可以诱导等离子体热和热电子效应同时增强 ORR、OER的反应动力学。
此外，该方法还可以降低反应活化能，提高放电产物选择性，减轻不利的副反应，大大提高Ag NPs的催化性能。
吉大徐吉静EnSM: 局部表面等离子体共振增强了非质子锂氧电池的动力学和产物选择性
图1. LSPR的特性和工作机制
此外，作者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。值得注意的是，通过加速氧还原和析出反应，放电电压显著增加到3.2174 V，超过了2.96 V的热力学极限，充电电压降低到3.2487 V（过电位为 0.0331 V），导致 99% 的高往返效率。
该概念还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。
吉大徐吉静EnSM: 局部表面等离子体共振增强了非质子锂氧电池的动力学和产物选择性
图2. 反应动力学和锂氧电池的电化学性能
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

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