台北工业大学DaHua Wei, RuShi Liu--高效的Ru/CNT阴极电池用于可充电固态Li−CO2电池

   一种有效的Ru/CNT电催化剂在固态锂-CO₂中起着至关重要的作用。本文介绍了在多壁碳纳米管(CNTs)上装饰金属钌作为锂二氧化碳电池负极的Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃固态电解质。Ru/CNT阴极具有较大的表面积，最大的放电容量，极好的可逆性，低过电位的循环寿命长。该电催化剂对二氧化碳还原反应和二氧化碳逸出反应的电催化性能得到了提高，这与可用的活性位点有关。使用Ru/ CNT阴极,固态二氧化碳锂电池具有最大放电容量4541mA h g^-1和在1.24 V的小电压间隙下，电池寿命可循环45次CNT阴极(最大放电容量1828 mA h g^-1, 25循环周期,和1.64 V作为电压间隙)，在100 mA h g^-1的电流供应下，截止容量为500 mA h g^-1。固态锂二氧化碳电池在未来的能源储存方面显示出了广阔的应用前景。

图1 (a) CNT和Ru/CNT阴极的粉末XRD结果。(b - d) TEM图像和(d - f) EDX元素映射(e)碳和(f)钌使用Ru/CNT阴极。用Ru/CNT阴极对(g)碳1s和(h)Ru 3d同步XPS。(i)Ru箔和Ru/CNT阴极的同步XANES谱。(j) EXAFS信号和最佳匹配的Ru箔和Ru/CNT阴极。

 图2 (a) 精细的XRD谱图，(b)晶体结构，(c)拉曼光谱。(d)用Au/LAGP/Au测量的LAGP球团在室温下的Nyquist图。

 图3 (a) CV测量和(b)使用CNT和Ru/CNT样品的SSLCBs的最大放电容量。(c) CNT和(d) Ru/CNT催化剂的循环(放电充电循环)性能和(e) CNT和(f) Ru/CNT样品的过电位性能(放电充电电位vs循环数)，用于室温下500 mA h g^-1固定容量和100 mA h g^-1电流密度的SSLCBs。

图4. (a)粉末XRD， (b)拉曼和(c) C 1s的XPS。(d) Ge 3d的XPS光谱:原始的，在阳极侧进行第一次循环，使用LAGP SSLCBs在阴极和阳极侧进行45次循环后的。

   相关科研成果由台北工业大学Da-Hua Wei, Ru-Shi Liu和Shu-Fen Hu等人于2021年发表在ACS Applied Materials & Interfaces（https://pubs.acs.org/10.1021/acsami.1c11000）上。原文：Effective Ru/CNT Cathode for Rechargeable Solid-State Li−CO₂ Batteries。