可溶性锰(II)催化剂与冠醚电解质协同实现超高电压锂-二氧化碳电池

来自研究人员的最新研究针对Li-CO2电池中CO2还原反应动力学缓慢的问题，通过引入Mn(II)可溶性催化剂与15-冠醚-5电解质，成功将放电电压提升至3.2 V，容量达9023 mAh g?1，并实现130次稳定循环，为调控Li2CO3生长路径提供了新策略。

　　

锂-二氧化碳(Li-CO₂)电池中的二氧化碳还原反应(CO₂ Reduction Reaction, CO₂RR)涉及气-液-固三相反应，缓慢的反应动力学一直是该领域发展的主要瓶颈。近期研究通过引入可溶性锰(II)氧化还原介体(Mn(II) Redox Mediator, Mn(II)RM)作为分子催化剂，成功优化了CO₂RR反应路径。该催化剂可主动捕获CO₂分子并促进其分子内电荷转移，形成稳定中间产物，随后在电极表面发生电化学还原，最终生成放电产物碳酸锂(Li₂CO₃)。研究还采用15-冠醚-5(15C5)作为电解质溶剂，其强锂离子(Li⁺)亲和力可协同调控Mn(II)RM的CO₂捕获过程。基于该Mn(II)RM-15C5电解质的电池表现出3.2 V的超高放电电压、9023 mAh g^?1的高容量以及超过130次的稳定循环性能。这项研究为通过电解质设计调控Li₂CO₃生长与分解路径提供了创新思路。