通过正极设计提高锂氧电池（LOB）的能量效率和循环寿命对其在电动汽车上的应用至关重要。
近日，中科院上硅所张涛研究员报道了首次通过面部Ru辅助纳米钻头策略制备了一种超分散的Ru纳米催化剂部分嵌入到微米级碳管的两壁中（Ru-chimera-CMT）。
文章要点
1）研究人员首次系统地研究了嵌合型电催化剂对Li2O2电子结构和形貌的影响机理。包括XPS、UPS和XANES在内的一系列关键表征技术证实了电荷从CMT载体向Ru活性中心的转移。
2）根据密度泛函理论（DFT）计算，嵌合的Ru颗粒可以作为活性催化中心，极大地调节固有的LiO2-吸收能力，从而从根本上决定所涉及的Li2O2的生长过程和形貌。
3）与环形放电产物完全不同的是，在ORR过程中，纳米片状Li2O2物种和大颗粒共存于Ru-chimera-CMT上。同时，这样的Li2O2形貌可以充分发挥富含Ru位在OER过程中的催化作用，大大加快Li2O2分解动力学，抑制副反应。正如预测的结果，Ru-chimera-CMT电极具有很高的能量效率（84.1%）和优异的循环性能（300 mA g-1循环260次）。
这项工作为合理设计储能和转换用高效电催化剂开辟了一条新的途径。
参考文献
Zhuang Sun, et al, Chimerism of Carbon by Ruthenium Induces Gradient Catalysis, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202104011
https://doi.org/10.1002/adfm.202104011
