目前锂空气(Li-air)电池的主要缺点是它们的低能量效率和有限的循环寿命，这是由于缺乏高性能的阴极催化剂，以在热力学势下以高速率驱动氧还原和析氧反应(ORR和OER)。

有鉴于此，伊利诺伊理工学院Mohammad Asadi等人，报道了一种廉价的磷化钼(Mo₃P)纳米颗粒在含氧饱和的非水电解质中具有出色的活性。

本文要点

1）在氧饱和的非水电解质中，廉价的磷化钼（Mo₃P）纳米粒子表现出出色的活性，相对于Li/Li⁺，ORR和OER电流密度在2.0 V和4.2 V时分别为7.21和6.85 mA cm⁻²。Tafel曲线表明电荷转移电阻非常低，ORR和OER的Tafel斜率分别为35 mV dec^-1和38 mV dec^-1，导致迄今为止报道的最低ORR过电位为4.0 mV和OER过电位为5.1 mV。

2）使用这种催化剂，锂空气电池的过放电和过充电电压分别为80 mV和270 mV，第一次循环的能源效率高达90.2%。该电池还具有高达1200次的长循环寿命。

3）在Mo₃P（110）上进行ORR和OER的密度泛函理论计算表明，表面上形成的氧化物覆盖层是高ORR和OER电催化活性以及较小的放电/电荷超电势的主要原因。

参考文献：

Alireza Kondori et al. Kinetically Stable Oxide Overlayers on Mo₃P Nanoparticles Enabling Lithium–Air Batteries with Low Overpotentials and Long Cycle Life. Advanced Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adma.202004028

https://doi.org/10.1002/adma.202004028