登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
锂空气电池放电反应副产物Li2CO3由于存在较强的电化学惰性而难以发生分解反应,大大限制了电池性能与使用寿命。提高Li-CO2电化学可逆性和能量效率有助于开发实用的锂空气电池,而现有电极材料难以兼顾电池能量利用效率(低充电过电势)及二氧化碳的转换效率(高放电容量)。因此,开发具有合理结构、高催化活性和低成本的催化剂以提升Li-CO2电池的能量利用效率和使用寿命成为研究重点。目前已报道的Li-CO2电池催化剂主要以碳材料为主,包括石墨烯和碳纳米管等,其对电池的性能提升较为有限。贵金属Ru催化剂效果较好但成本较高。
金属有机骨架材料(MOF)是一类具有丰富结构多样性和功能可调控性的多孔材料。其在CO2捕捉、分离和催化转化等方面已有广泛且深入的研究。利用其发达的孔隙和可调控性设计Li-CO2电池催化剂,可实现对CO2有效捕捉的同时引导放电产物沉积,并利用中心活性金属进行有效催化分解,从而优化电极反应。
鉴于此,北京理工大学王博教授课题组团队首次证明在Li-CO2电池中,MOF作为多孔正极催化剂时非常有利于CO2的富集捕捉和Li2CO3的分解,在达到高放电比容量的同时能够实现低充电过电势。作者设计采用了八种已知结构的MOF以及无孔的MnCO3、MnO形成对比体系。发现当Mn2(dobdc)作为正极催化剂时电池在50 mA/g下放电比容量达到18022 mA h/g,采用Mn(HCOO)2电极的电池能在200 mA/g下保持4.0 V左右的较低充电电压,且循环圈数达50圈。最后,作者通过拉曼与微分电化学质谱(DEMS)进一步确认了反应路径,也通过表征极片形貌和阻抗变化发现MOFs材料对于放电产物Li2CO3沉积具有良好的引导作用,且能有效提升其界面电荷传导,有助于提高电池的高效性和可逆性。该文章发表在国际顶级期刊Energy & Environmental Science上(影响因子:29.518)。
图1. MOF基CO2电极优势示意图。
作者首先制备了具有不同拓扑学结构的MOF基电极并进行Li-CO2电池限容充放电测试。其中M2(dobdc)具有相同拓扑学结构(见图2a、b、c),有意思的是,作者发现Mn基MOF电极与含其它金属源的电极材料相比,能更有效地降低Li-CO2电池的充电电压。
图2. 不同孔道结构的MOF晶体结构(a) Mn2(dobdc),(b) Ni2(dobdc),(c) Co2(dobdc),(d) Mn(bdc), (e) Fe(bdc) 和 (f) Cu(bdc)及相应在50 mA/g电流密度下限容1000 mAh/g的充放电电压曲线。
进一步的,为了考察具有不同孔道结构的Mn基电极的电化学行为,作者选取了MnCO3, Mn(HCOO)2 和 Mn2(dobdc)三种孔道大小不同的材料进行比较。从无孔的MnCO3到具有11Å孔径的Mn2(dobdc),三者具有不同的比表面积与CO2吸附能力。随着材料CO2吸附能力的增强,所得到的极限放电容量也越高。其中Mn2(dobdc)电极具有高达18022 mA h/g的放电比容量。
图3. (a)MnCO3, Mn(HCOO)2 与 Mn2(dobdc)的晶体结构;(b) CNT、MnCO3、Mn(HCOO)2,Mn2(dobdc)在298 K下的CO2吸附曲线;(c) CNT、MnCO3、Mn(HCOO)2 与 Mn2(dobdc)电极材料在50 mA/g电流密度下的限压放电曲线。
图4. (a)不同CO2电极在不同电流密度下的平均充电电压;(b)在200 mA/g下Mn(HCOO)2电极的充放电电压循环曲线;(c)Mn(HCOO)2与Mn2(dobdc)的吸附热曲线。
同时,作者考察了不同电极材料在50 mA/g电流密度下的循环性能。各电极材料在不同电流密度下的平均充电电压如图4a所示。随着电流密度的增大,作者发现在200 mA/g电流密度下,Mn(HCOO)2具有更低的充电电压,循环圈数达到50圈。随后作者通过测定273 K、283 K、298 K下的吸附等温线计算出吸附焓进一步研究其机理,并结合X射线粉末衍射、扫描电镜(SEM)、交流阻抗测试(EIS)、拉曼测试和原位DEMS测试给出其表现出优异电化学性能的可能原因以及主要结论:(1)选择Mn(II)作为金属活性催化中心可以有效降低充电过电势;(2)MOF材料的孔大小以及其对于CO2吸附量的提升能有效提升电池的放电比容量;(3)MOF材料对CO2的吸附焓的不同可能影响了其在电极CO2生成过程中的能量损耗不同,从而影响了充电过程中的极化程度;(4)放电产物Li2CO3的沉积受MOF的影响较为明显,其纳米化的沉积产物有利于降低电极的界面电荷转移,从而提升充电过程中的过电势以及循环过程中的可逆性。此工作为合成高性能Li-CO2电池催化剂提供了有效思路,同时表明MOF材料在气体电池中具有广阔应用前景。
这篇工作的第一作者为北京理工大学博士生李思吾,合作作者北京理工大学周俊文老师。
该工作获得国家973计划、国家自然科学基金以及青年千人计划的资助。
Siwu Li, Yu Dong, Junwen Zhou*, Yuan Liu, Jiaming Wang, Xing Gao, Yuzhen Han, Pengfei Qi, and Bo Wang*, Carbon Dioxide in theCage: Manganese Metal-Organic Frameworks for High Performance CO2 Electrodes in Li-CO2 Batteries, Energy Environ. Sci., DOI:10.1039/C8EE00415C
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
近期,多座储能电站获最新进展,北极星储能网特将2025年4月27日-2025年4月30日期间发布的储能项目动态整理如下:65MW/100MWh!广东韶关市浈江区首个电网侧独立储能站开工4月25日上午,广东韶关浈江独立储能项目开工奠基仪式在国粤(韶关)电力有限公司举行。该项目由广东电网能源投资有限公司与国粤(
4月25日,四川省天府锂业有限责任公司成立,注册资本5亿人民币,经营范围包括矿产资源勘查、非煤矿山矿产资源开采、非金属矿及制品销售等。值得注意的是,该公司由四川省自然资源投资集团有限责任公司全资持股,后者是四川省自然资源领域省管国有资本投资公司,集团资产总额近343亿元。可以说,新公司
日前,河北张家口南山汽车产业基地与三维(陕西)电池技术有限公司举行三维固态特种电池生产基地项目签约仪式。项目将建设第四代智能化电池工厂,计划总投资10亿元,总占地70亩,规划建筑面积10.2万平方米,分两期实施。其中,一期投资6亿元,二期投资4亿元,预留产能扩展空间。建成后可新增1GWh三维固
4月29日,汉星能源200MW/400MWh电池储能项目(一期)在安徽省六安市霍邱县冯井镇顺利并网交付。该项目旨在提升区域电网调峰能力,促进新能源与储能的深度融合。作为目前安徽省获批在建规模最大的共享储能电站,是安徽省新型电力系统建设的重要实践。项目交付现场项目概况#x2726;项目占地50.56亩,约337
北极星储能网获悉,4月29日,恩捷股份公布2025年一季报,公司营业收入为27.3亿元,同比上升17.2%;归母净利润为2599万元,同比下降83.6%;扣非归母净利润为2920万元,同比下降80.4%;经营现金流净额为1.24亿元,同比下降72.7%;EPS(全面摊薄)为0.0268元。截至一季度末,公司总资产477.46亿元,较上年度
4月29日,江都经济开发区246MW/492MWh分布式储能电站项目中标公示,江苏威达建设集团有限公司以59000万元中标该项目,折合单价1.199元/Wh。项目招标人为扬州市江都区江舟产业发展有限公司,项目位于江苏省扬州市。本项目拟利用江都经济开发区内企业现有场地建设储能电站,规划安装容量为246MW/492MWh。
动力电池出货量同比增长41%,储能电池出货量增长120%。高工产研锂电研究所(GGII)初步调研数据显示,2025Q1中国锂电池出货量314GWh,同比增长55%。其中动力、储能电池出货量分别为210GWh、90GWh,同比增长分别为41%、120%。2024-2025Q1中国锂电池出货量(GWh)说明:动力锂电池含乘用车、商用车、工程
为满足海外市场客户需求,优化全球产能布局,提升整体竞争力,中国电池产业链企业加快了海外建厂步伐。今年以来,众厂商对马来西亚的布局力度明显提速,截至目前投资金额将近200亿元人民币。今年4月,仅仅十天之内就有两家中国企业加码马来西亚市场。4月24日,金杨股份公告称,该公司拟投资建设马来西
北极星储能网获悉,4月29日,新疆立新能源三塘湖20万千瓦/80万千瓦时储能规模+80万千瓦风电项目储能设备采购-中标候选人公示,第一中标候选人为双登集团股份有限公司。第二中标候选人为中车株洲电力机车研究所有限公司,第三中标候选人为远景能源有限公司。据项目开标记录显示,共22家企业参与报价,报
广东电网公司数据显示,今年第一季度,广东省全社会用电量1870.66亿千瓦时,同比增长2.99%。其中:广东“三新”行业用电量同比增长32.9%,新质生产力带动作用持续显现。每10台有4台“广东造”典型工业机器人制造企业用电量同比增长近10%据广东省工业和信息化厅统计,2024年,广东省工业机器人产量占全
以市场规律为牵引构建多元协同能源生态链中国石油大学(北京)经济管理学院教授、博士生导师王震习近平总书记在民营企业座谈会上强调,新时代新征程民营经济发展前景广阔、大有可为。扎扎实实落实促进民营经济发展的政策措施,是当前促进民营经济发展的工作重点。这一重要论述为新时代民营经济发展指明
在全球能源转型的大背景下,可再生能源的大规模接入给电力系统带来了诸多挑战。储能作为一种能够实现电能时间维度转移的关键技术,对于提升电力系统的灵活性、稳定性和韧性具有重要意义。同时,随着电力市场改革的不断推进,储能参与电力市场交易成为其实现商业化运营的重要途径。因此,深入研究储能参
4月25日,浙江华昱欣科技有限公司(以下简称“华昱欣”)、国网浙江省电力有限公司营销服务中心电力负荷管理室(以下简称“国网浙江营销服务中心”)、浙江华电器材检测研究院有限公司能源低碳研究所(以下简称“华电检测研究院”)正式签署技术合作框架协议,标志着三方将在能源综合利用领域开展深度
4月23日,由中国能建中电工程投资、江苏院参股,江苏院、辽宁院EPC总承包,江苏电建一公司施工总承包,西北电力工程监理有限公司监理的国家第二批大型风电光伏基地项目——中能建共和100万千瓦光伏光热项目开工建设。该工程是青海省能源领域重点项目,位于青海省海南州共和县绿色产业发展园区光伏园区
北极星氢能网获悉,4月19日,中船海装风电有限公司以5.5亿元预中标内蒙古华电孪井滩60万千瓦风光制氢一体化项目配套风电设备采购。规划建设40万千瓦风电、20万千瓦光伏、90Mw/90Mmh电化学储能及4.5万标方/小时电解水制氢设施。
作为支撑新能源大规模、高比例消纳的重要手段,服务新型电力系统和新型能源体系构建的重要装备,以及融入电力“源网荷储”和能源产供储销体系的重要环节,储能产业发展已迈入“快车道”。截至2024年底,我国抽水蓄能在运装机规模达5869万千瓦,新型储能装机规模达7376万千瓦/1.68亿千瓦时,同比分别增
4月22日,云南省武定县禄金200MW/400MWh电化学储能电站示范项目在禄金新型工业片区开工建设。据悉,该项目占地约54.79亩,总投资达10.3亿元,建设总装机容量为200MW/400MWh的储能电站1座及其它配套设施建设。该项目建设周期为4个月,计划8月30日投产,采用先进的“磷酸铁锂”电化学储能技术,年放电量
北极星储能网获悉,4月21日,山东省能源局印发《山东省2025年新能源高水平消纳行动方案》,明确提出要开展新型储能提振行动,其中完善储能市场交易机制方面,适当放开现货市场限价,拉大充放电价差。支持储能自主参与实时电能量市场和调频、爬坡、备用等辅助服务市场,建立“一体多用、分时复用”交易
北极星储能网获悉,4月21日,乐山电力在投资者互动平台上表示,截至目前,公司已建成用户侧和台区侧储能示范项目7个,涵盖酒店、纸业、纺织行业;公司在建的龙泉驿区100MW/200MWh电化学储能电站项目正按计划有序推进。
4月21日,华东能源监管局关于征求《关于实施电力本质安全提升工程的工作方案》《关于实施电化学储能电站本质安全提升工程的工作方案》意见的通知。其中指出,实施老旧配电设备升级改造。适应分布式光伏、储能、电动汽车发展,加快配电网发展规划研究,打造“安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合”
4月21日,山东省能源局印发山东省2025年新能源高水平消纳行动方案。文件明确,2025年,完成煤电灵活性改造2000万千瓦左右,建成新型储能300万千瓦,全省新能源利用率保持较高水平。重点任务方面,新能源结构优化行动:1.加快发展风电。快速提升风电装机规模,减少电力系统调节压力。海上风电建成华能半
北极星售电网获悉,4月21日,山东省能源局发布山东省2025年新能源高水平消纳行动方案。文件明确,2025年,完成煤电灵活性改造2000万千瓦左右,建成新型储能300万千瓦,全省新能源利用率保持较高水平。文件提出,大力推动源网荷储一体化试点。支持采用就地就近消纳、绿电交易、虚拟电厂、分布式自发自用
动力电池出货量同比增长41%,储能电池出货量增长120%。高工产研锂电研究所(GGII)初步调研数据显示,2025Q1中国锂电池出货量314GWh,同比增长55%。其中动力、储能电池出货量分别为210GWh、90GWh,同比增长分别为41%、120%。2024-2025Q1中国锂电池出货量(GWh)说明:动力锂电池含乘用车、商用车、工程
北极星储能网获悉,4月25日晚间,振华新材发布公告,公司于2025年4月24日召开董事会和监事会,审议通过了《关于募集资金投资项目重新论证并暂缓实施的议案》。根据该议案,公司将暂缓实施正极材料生产线建设项目(义龙三期)。根据公告显示,义龙三期项目原计划总投资62.45亿元,其中使用募集资金10亿
中国动力电池行业的扩张步伐正在持续,头部企业中创新航与国轩高科近期的投资动作再次印证了这一趋势。与此同时,一个显著的并行现象是,围绕大圆柱电池、固态电池及其相关新材料的产能布局正变得日益密集,呈现出“拥挤”的态势。中创新航公布了大规模的扩产计划。其成都项目二期已于3月底动工,该项
2024年,由于此前产能迅速扩张导致的阶段性、结构性过剩问题仍未解决,锂电产业产能建设进入“理性期”,主要表现为投资放缓,产能扩张减速。进入2025年一季度,各领域的产能投建呈现出不同的特征,少数头部企业扩产态势不减,更多的企业则根据具体情况适当削减项目,回笼资金。四巨头“悬崖勒马”去年
北极星储能网获悉,4月25日,国轩高科发布变更募集资金用途的公告,在其第九届董事会第十二次会议和第九届监事会第十二次会议上,审议通过了《关于变更募集资金用途的议案》,公司拟将原募投项目名称“年产20GWh大众标准电芯项目”变更为“大众标准电芯产线项目”,项目实施内容由“年产20GWh动力锂离
被称为“白色石油”的锂辉石已探明储量达6000万吨,平均品位1.3%,按照一辆新能源电车需40公斤碳酸锂计算,可建造4000余万辆汽车。这是24日记者从四川省政府新闻办召开的“万千气象看四川·县域经济高质量发展”系列主题新闻发布会金川专场获悉的信息。四川省阿坝藏族羌族自治州金川县地处高原,坐拥“
北极星储能网获悉,4月22日,中伟股份正式向香港联交所递交境外上市股份(H股)发行并上市申请并刊发申请资料。据公告显示,本次H股上市,募集到的资金将用作韩国生产基地第一期项目,以扩大镍系材料产能,预计镍系pCAM年产能为36000公吨。还将用作新能源电池材料的研发及推进。及镍系材料、钴系材料、磷
2025年一季度,中国储能行业在资本市场表现活跃。据CESA储能应用分会产业数据库不完全统计,该季度内储能领域共发生92起融资事件,单笔金额最高达14.2亿元,显示出资本对该领域的强劲信心。宁德时代、中金资本、长江资本等资本巨头持续加码,重点布局电池技术、氢能储能、智慧能源三大赛道,推动行业快
北极星氢能网获悉,4月23日,在江苏南京举办的2025第二届绿氢产业创新发展大会上,亿纬氢能凭借在AEM制氢领域的突破性技术与规模化应用实践,一举摘得“氢能优秀实践奖”和“氢能行业影响力企业”两项重磅殊荣,以技术领跑者姿态为全球能源转型注入新动能。在“双碳”战略加速推进的背景下,绿氢产业化
近日,湖南省湘乡市人民政府官网发布了“湖南裕能循环科技有限公司年产2万吨废旧锂离子电池拆解回收利用项目”环境影响审批决定公示。从公示信息来看,湖南裕能拟投资15000万元,在现有厂区预留的二期用地范围内建设2万吨废旧锂离子电池拆解回收利用项目,项目建成后生产规模为年拆解回收2万吨废旧锂电
4月21日以来,碳酸锂期货价格再次连续大跌!21日跌破7万元/吨心理防线,22日跌破6.9万元/吨,23日一度跌破6.8万元/吨。海外矿价下跌,美国关税带来的需求增量担忧,以及宁德时代“钠电池”的量产与技术替代,这三大因素的叠加导致碳酸锂市场接连遭遇成本坍塌、需求未卜、技术替代的“打击”。下一步,
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!