最近，人们已经将光催化整合到Li-O₂电池中，以减轻高过电位的挑战。然而，人们很少可以从实验上揭示光助Li-O2电池中光催化材料与充放电机理之间的构效关系。

近日，研究人员以小面WO₃为原型，研究了放电产物的形成过程和光催化反应活性。

文章要点

1）理论和实验相结合的结果表明，通过提高WO₃光电阴极的暴露（002）/（020）面比，可以实现生成的Li₂O₂从溶液生长路线到表面生长路线的可控转变，具有更快的氧化还原动力学。此外，（002）晶面对Li₂O₂分解具有更高的氧化能力，从而在（002）晶面主导的WO₃光电阴极上具有0.07 V的超低极化过电位。重要的是，在光电阴极上观察到Li₂O₂薄膜通过表面生长模式连续生长至~130nm。

2）深入研究表明， WO₃与形成的Li₂O₂之间倾向于形成Z型异质结， 有利于Li₂O₂薄膜在光照下的持续生长。因此，在（002）小平面主导的WO₃光电阴极上也实现了高达10500 mAh g^-1的高放电容量。

这些新发现突破了由表面生长路线引起的电池过早衰减的限制，同时实现了高容量和持续的光辅助放电。

参考文献

Meng Wang, et al, Facet-Controlled Bifunctional WO3 Photocathodes for High-Performance Photo-assisted Li-O₂ Battery Check for updates, Energy Environ. Sci., 2023,

DOI: 10.1039/D2EE02785B

https://doi.org/10.1039/D2EE02785B