Modifizierte Kohlenstoffoberflächen als Elektrokatalysatoren für Lithium-Sauerstoff-Batterien

改性碳表面作为锂氧电池的电催化剂

• 批准号: 188699414
• 负责人: Dr.-Ing. Frieder Scheiba
• 金额: --
• 依托单位: Energiespeichersysteme (IAM-ESS)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/188699414?language=en
• 关键词: Modifizierte; Kohlenstoffoberfl; chen; als; Elektrokatalysatoren

Die Gaselektrode von Lithium-Sauerstoff-Batterien besteht im Wesentlichen aus porösen Kohlenstoffmaterialien. Der Kohlenstoff erfüllt dabei sowohl die Funktion einer porösen Gerüststruktur, in deren Porenräumen sich das während der Sauerstoffreduktion gebildete Lithiumoxid bzw. Lithiumperoxid abscheidet, als auch die eines elektrisch leitenden Trägermaterials für Metalloxid- oder Edelmetallkatalystoren, die der Elektrode zur Reduzierung von Überspannungen und zur Erhöhung des Stoffumsatzes zugefügt werden. Der Kohlenstoff verhält sich dabei aber nicht als inertes Trägermaterial, sondern besitzt abhängig von seiner Oberflächenbeschaffenheit eine zum Teil stark ausgeprägte elektrokatalytische Aktivität für die Sauerstoffreduktion. Welche Oberflächengruppen dabei die Sauerstoffreduktion begünstigen, ist jedoch weitgehend unerforscht.Eine weitere ungelöste Herausforderung stellt die durch die Bildung von Lithiumperoxid hervorgerufene Passivierung der elektrokatalytisch aktiven Zentren auf der Elektrodenoberfläche dar. Ziel dieses Projektes ist es daher, den Einfluss funktioneller Gruppen auf die Sauerstoffreduktion zu untersuchen, um ein besseres Verständnis der Lithiumperoxidbildung an Kohlenstoff basierten Elektroden zu erlangen. Zusätzlich soll die Keimbildung und das Aufwachsen von Lithiumperoxid auf der Elektrodenoberfläche untersucht werden, um gezielt Maßnahmen gegen eine Passivierung der katalytisch aktiven Zentren zu entwickeln. Erst durch diese grundlegenden Arbeiten wird eine Bewertung des Leistungspotenzials von Lithium- Sauerstoff-Batterien ermöglicht und das Anforderungsprofil an dafür optimierte Werkstoffe definiert.

Lithium-Sauerstoff-Batterien的气体电极最好是由Kohlenstoff材料制成的。Der Kohlenstoff erfüllt dabei sowohl die Funktion einer porösen Gerüststruktur，in deren Porenraumen sich das während der Sauerstoffreduktion gebildete Lithiumoxid bzw.过氧化锂也是一种用于金属氧化物或电解金属催化剂的电催化材料，用于还原超高压电极和韦尔登电极。Der Kohlenstoff verhält sich dabei aber nicht als inertes Trägermaterial，sondern besitzt abhängig von seiner Oberflächenbeschaffencheine zum Teil stark ausgeprägte elektrokatalytische Aktivität für die Sauerstoffreduktion. Welche Oberflächengruppen dabei die Sauerstoffreduktion begünstigen，ist jedoh weitgehire unerforscht.Eine weitere ungelöste Herausforderung stelt die durch die Bildung von Lithiumperoxid hervorgerufene Passivierung der elektrokatalytisch aktiven Zentren auf der Elektrodenoberfläche dar. Ziel dieses Projektes is daher，den Einfluss funktioneller Gruppen auf die Sauerstoffreduktion zu untersuchen，um ein besseres Verständnis der Lithiumperoxidbildung an Kohlenstoff basierten Elektroden zu埃尔兰根.为了使过氧化锂在电催化剂韦尔登上的生长和增殖得到充分的利用，必须使催化剂钝化。首先，通过这一基础工作，我们将对锂电池的性能进行评估，并确定最佳的工作条件。