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Integrated Carbon Nanotube/MoO3 Core/Shell Arrays as Freestanding Air Cathodes for Flexible Li–CO2 Batteries
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2021-08-21 , DOI: 10.1002/ente.202100547 Minghua Chen 1 , Yue Liu 1 , Xinqi Liang 1 , Fan Wang 1 , Yu Li 1 , Qingguo Chen 1
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2021-08-21 , DOI: 10.1002/ente.202100547 Minghua Chen 1 , Yue Liu 1 , Xinqi Liang 1 , Fan Wang 1 , Yu Li 1 , Qingguo Chen 1
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Li–CO2 batteries are a hopeful candidate for electrochemical energy storage applications by converting the greenhouse gas CO2 to chemicals. However, the energy harvest ability and cycling stability of powder catalysts have greatly restricted the practical application of this technique. Herein, chemical vapor deposition (CVD) and atomic layer deposition (ALD) methods are used to produce MoO3-coated carbon nanotube (MoO3@CNT) arrays as cathode catalyst materials for Li–CO2 batteries. The interwoven structure of CNTs provides substantial electron transport pathways and the high uniformity of deposition enhances the catalytic activity/stability of the whole electrode, effectively promoting the diffusion of CO2 during the discharge process and accelerating the decomposition of Li2CO3 under low charge overpotential. At a current density of 0.05 mA cm−2 and a fixed capacity of 1 mAh cm−2, the as-prepared electrode presents a competitively low charging overpotential (1 V), an impressive lifetime (300 cycles) and ultrahigh total discharge capacity (30.25 mAh cm−2). Using the pouch Li-CO2 battery packed with the prepared electrode as the power supply, commercial light emitting diode equipment can be stably lit up under different bending angles. The research results promote the application of Li–CO2 batteries in portable systems.
中文翻译：
集成碳纳米管/MoO3 核/壳阵列作为柔性 Li-CO2 电池的独立空气阴极
通过将温室气体 CO 2转化为化学品，Li-CO 2电池是电化学储能应用的有希望的候选者。然而，粉末催化剂的能量收集能力和循环稳定性极大地限制了该技术的实际应用。在此，化学气相沉积 (CVD) 和原子层沉积 (ALD) 方法用于生产 MoO 3涂覆的碳纳米管 (MoO 3 @CNT) 阵列作为 Li-CO 2电池的阴极催化剂材料。碳纳米管的交织结构提供了大量的电子传输途径，沉积的高度均匀性增强了整个电极的催化活性/稳定性，有效促进了 CO 的扩散2在放电过程中，在低充电过电位下加速了 Li 2 CO 3的分解。在 0.05 mA cm -2的电流密度和 1 mAh cm -2的固定容量下，所制备的电极呈现出极具竞争力的低充电过电位 (1 V)、令人印象深刻的寿命（300 次循环）和超高的总放电容量（ 30.25 mAh cm -2 )。使用制备好的电极封装的软包Li-CO 2电池作为电源，商用发光二极管设备可以在不同的弯曲角度下稳定点亮。该研究成果促进了Li-CO 2电池在便携式系统中的应用。
更新日期：2021-10-08
中文翻译：
集成碳纳米管/MoO3 核/壳阵列作为柔性 Li-CO2 电池的独立空气阴极
通过将温室气体 CO 2转化为化学品，Li-CO 2电池是电化学储能应用的有希望的候选者。然而，粉末催化剂的能量收集能力和循环稳定性极大地限制了该技术的实际应用。在此，化学气相沉积 (CVD) 和原子层沉积 (ALD) 方法用于生产 MoO 3涂覆的碳纳米管 (MoO 3 @CNT) 阵列作为 Li-CO 2电池的阴极催化剂材料。碳纳米管的交织结构提供了大量的电子传输途径，沉积的高度均匀性增强了整个电极的催化活性/稳定性，有效促进了 CO 的扩散2在放电过程中，在低充电过电位下加速了 Li 2 CO 3的分解。在 0.05 mA cm -2的电流密度和 1 mAh cm -2的固定容量下，所制备的电极呈现出极具竞争力的低充电过电位 (1 V)、令人印象深刻的寿命（300 次循环）和超高的总放电容量（ 30.25 mAh cm -2 )。使用制备好的电极封装的软包Li-CO 2电池作为电源，商用发光二极管设备可以在不同的弯曲角度下稳定点亮。该研究成果促进了Li-CO 2电池在便携式系统中的应用。
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