来源：Nano Research Energy

近日，阿德莱德大学郭再萍教授课题组在2022年度中国科技期刊卓越行动计划“高起点新刊”、清华大学主办的能源期刊《Nano Research Energy》发表综述文章，题为“Challenges and prospects of lithium–CO₂ batteries”。

图1： a) 高效能量储存和二氧化碳固定的Li-CO₂电池示意图；b)目前Li-CO₂电池的关键挑战。这些挑战主要分为阴极问题、电解质问题、界面问题和阳极问题；c) Li-CO₂电池中可能发生的放电或充电反应以及相应反应的可逆电势；d) 高效二氧化碳固定和能量储存的Li-CO₂电池催化剂路线图。

非水基锂-二氧化碳（Li-CO₂）电池不仅可以用作能量存储技术，而且还可作为二氧化碳气体的回收系统。Li-CO₂电池的高理论能量密度（1876 Wh·kg^-1）使其在实际应用中具有很大的前景。自从十年前开始这项研究以来，Li-CO₂电池已引起越来越多的关注。但是该电池的研发仍处于起步阶段，并面临许多科学和技术挑战。从根本上看，由于放电产品的分解动力学缓慢，其高过电位，低功率密度，较差的倍率能力和有限的循环寿命阻碍了Li-CO₂电池的发展和实际应用。在过去的几年中，研究人员为解决Li-CO₂电池的问题做了大量的尝试，包括对放电产物的优化，电极材料的调控，电解液的筛选等等。

在这篇综述中，作者基于非水基Li-CO₂电池目前的研究进展，结合电池反应机制和详细原理，重点讨论了电极、界面和电解质所面临的关键问题，以及解决这些问题的合理策略，从而实现高效的Li-CO₂电池，以达到固定和转化二氧化碳的目的。与此同时，作者还分析了未来Li-CO₂电池工业应用存在的问题并给出设计实用Li-CO₂电池的可能策略和路径。这篇综述将有助于更好地理解Li-CO₂电池，并为未来研究可逆和可充电碱金属基二氧化碳电池系统提供指导。

第一作者：张仕林, 孙亮

通讯作者：郭再萍 教授

通讯单位：阿德莱德大学

相关论文信息：

Zhang, S. L.; Sun, L.; Fan, Q. N.; Zhang, F. L.; Wang, Z. J.; Zou, J. S.; Zhao, S. Y.; Mao, J. F.; Guo, Z. P. Challenges and prospects of lithium−CO₂ batteries. Nano Res. Energy 2022, 1: e9120001. DOI: 10.26599/NRE.2022.9120002. https://doi.org/10.26599/NRE.2022.9120001

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