Li-O<sub>2</sub>電池用の非貴金属カソード触媒としてのナノ構造化2元金属鉄・モリブデン窒化物

ZHANG Botao; ZHANG Lixue; ZHANG Kejun; DONG Shanmu; ZHAO Jianghui; CUI Guanglei

文献

J-GLOBAL ID：201702265665932096 整理番号：17A0591528

Li-O₂電池用の非貴金属カソード触媒としてのナノ構造化2元金属鉄・モリブデン窒化物

Nanostructured Bimetallic Iron Molybdenum Nitride as a Non-Precious Cathode Catalyst for Li-O₂ Batteries

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資料名：
巻： 17 号： 1 ページ： 720-724 発行年： 2017年01月
JST資料番号： W1351A ISSN： 1533-4880 CODEN： JNNOAR 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

最近,充電可能なLi-O₂電池,特に非水系の電池の開発が注目されている。最先端のリチウムイオン電池よりも遙かに高い比エネルギーとエネルギー密度のために,非水系Li-O₂電池は将来の電気自動車のための非常に有望な電源と考えられている。多くの発展がもたらされてきたが,放電/充電中の大きな過電圧,サイクル安定性の悪さおよび充電速度能力の低さを含む多くの課題が非水系Li-O₂電池の実用化を妨げている。非水系Li-O₂電池の再充電に関する性能は,Li₂O₂の可逆的な形成/分解に密接に依存する。従って,放電および充電反応の際に,多孔質酸素陰極がLi-O₂電池において重要な役割を果たす。酸素陰極は,放電中にLi⁺とO₂との反応の過程において形成される未溶解の放電生成物,Li₂O₂,を収容する必要がある。Li₂O₂の非常に限定された電子輸送や放電生成物中におけるLiCO₃の存在などの幾つかの要因が,充電過程中の大きな過電圧に寄与するが,有効な電極触媒がまだ無いことが別の重要な要因でもある。本稿では,Li-O₂電池用の非貴金属カソード触媒としてのナノ構造化2元金属鉄・モリブデン窒化物の作製とその特性を研究した結果を報告する。ナノ構造を持つFe₃Mo₃Nを,Mo前駆体とFe前駆体の単純な固相反応に続くアンモニア処理によって作製した。得られたFe₃Mo₃Nは,非水電解液中における酸素の還元および発生に関する優れた2機能性電極触媒活性を示すことが分かった。Fe₃Mo₃Nをカソード触媒として組み込んだ場合,得られたLi-O₂電池は過電圧の低下および良好なサイクル安定性を示すことが判明した。このLi-O₂電池の優れた性能は,電極触媒活性とFe₃Mo₃Nの持つ好ましいナノ構造に起因すると思われる。この結果は,Fe₃Mo₃NがLi-O₂電池のための有望なカソード触媒材料であることを示している。

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二次電池

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Li-O2電池用の非貴金属カソード触媒としてのナノ構造化2元金属鉄・モリブデン窒化物

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