催化剂在非质子传递的Li-O₂电池中的作用尚不清楚。

有鉴于此，韩国高丽大学Yong-Mook Kang教授和德克萨斯大学达拉斯分校Kyeongjae Cho学教授等人，为了确定氧化物催化剂的确切催化性质，研究了一种精确的表面工程模型催化剂钙钛矿（LaMnO₃），在水溶液和非质子溶液中的氧还原反应/析氧反应（ORR/OER）。

本文要点

1）LaMnO₃钙钛矿具有富镧或富锰表面的定制表面原子排列被用作模型催化剂，以控制放电产物的成核位点、成键和形态。因此，证明了集体表面晶格氧氧化还原(阴离子氧化还原)和过渡金属氧化还原(阳离子氧化还原)在催化非质子Li-O₂电池中的ORR的关键作用。

2）通过使用综合的理论和实验方法，证明了H⁺-ORR/OER在过渡金属位点上的催化活性无法完全描述LaMnO₃催化剂在非质子化Li-O₂电池中的电化学性能，而晶格氧和在最初的Li₂O₂形成过程中，催化剂表面的过渡金属决定了它们的放电容量和电荷过电位。

3）该工作采用了氧化物催化剂设计，以针对非质子型Li-O₂电池定制表面晶格氧和过渡金属排列，优化的模型催化剂在氧气和环境空气（真实空气）条件下均显示出对Li–O₂电池良好的性能。

参考文献：

Daniel Adjei Agyeman et al. Synergistic Catalysis of the Lattice Oxygen and Transition Metal Facilitating ORR and OER in Perovskite Catalysts for Li–O₂ Batteries. ACS Catal., 2020.

DOI: 10.1021/acscatal.0c02608

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c02608