MnO/氮掺杂石墨烯复合正极材料在锂空气电池中的高效催化性能研究

• 作者: 曹勇 杨续来 林晓东 董全峰 蔡森荣 袁汝明 郑明森 雷鸣
• 来源期刊: 中国科学（化学）
• 关键词: MnO 氮掺杂石墨烯 锂空气电池
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 663-670
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N032016-00220

摘要

本文采用水热法制备了MnO/氮掺杂石墨烯复合材料.作为非水锂空气电池的正极催化剂,该复合材料表现出了优异的电化学性能以及循环稳定性.在充放电电流密度为0.05 mA cm-2时,其能量效率高达84.6％,远高于目前文献所报道的非贵金属催化剂的能量效率,也超过了基于贵金属的催化剂.其氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)的过电势分别仅为0.11和0.41 V.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果表明,所制备的MnO纳米颗粒能够均匀地分散在氮掺杂石墨烯的表面.密度泛函理论(DFT)计算揭示,MnO (100)面是主要的催化活性面,其理论ORR和OER的过电势分别仅为0.21与0.24V充放电电势差为0.45V与实验结果0.52 V相当.