長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所彭章泉研究員做客第241期化苑講壇
報(bào)告題目：鋰-氧電池反應(yīng)原理
報(bào) 告 人 ：彭章泉研究員
報(bào)告時(shí)間：2017年3月27日（周一）上午8：15
報(bào)告地點(diǎn)：化學(xué)樓二樓一號(hào)會(huì)議室
報(bào)告人簡(jiǎn)介：
彭章泉，長(zhǎng)春應(yīng)化所研究員。1997年7月本科畢業(yè)于武漢大學(xué)，2000年7月和2003年12月在中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所分別獲分析化學(xué)碩士和博士學(xué)位。2004年4月至2006年1月，德國(guó)杜塞爾多夫大學(xué)物理化學(xué)研究所洪堡研究員(激光化學(xué))，2006年1月至2007年11月，丹麥奧爾胡斯大學(xué)化學(xué)系博士后(自由基電化學(xué))，2007年11月至2012年4月，英國(guó)圣安德魯大學(xué)研究助理(鋰-氧電池)，2012年4月起長(zhǎng)春應(yīng)化所電分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員。已在Science, Nat. Mater., Nat. Chem., Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc.，Nano Lett.等刊物發(fā)表SCI論文40余篇，論文被SCI期刊引用超過(guò)2500次。2004年獲德國(guó)洪堡獎(jiǎng)學(xué)金，2003年吉林省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（第八完成人）。
報(bào)告內(nèi)容：
非水溶劑鋰-氧電池是基于鋰-氧反應(yīng)（2Li + O2 ? Li2O2，Eθ = 2.96 V vs. Li/Li+）的新型化學(xué)電源，具有極高的理論能量密度，近年來(lái)倍受關(guān)注。鋰-氧電池中最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題是正極中的氧氣電極反應(yīng)，其機(jī)理目前仍處于模型假說(shuō)和熱點(diǎn)爭(zhēng)議之中。結(jié)合經(jīng)典電化學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)光/質(zhì)譜電化學(xué)和第一性原理計(jì)算，報(bào)告人對(duì)鋰-氧電池反應(yīng)原理進(jìn)行了深入探索。
在基元反應(yīng)方面，觀察到中間產(chǎn)物O2-和LiO2的光譜學(xué)信號(hào)，揭示了O2-和LiO2在氧氣還原成最終產(chǎn)物Li2O2過(guò)程中所起的作用，提出了溶液相和表面相生成Li2O2的反應(yīng)機(jī)理；對(duì)H+存在條件下氧氣還原成H2O2的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究。在電荷輸運(yùn)和反應(yīng)位點(diǎn)方面，運(yùn)用固態(tài)離子學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)光譜電化學(xué)和同位素標(biāo)記技術(shù)，測(cè)量了放電產(chǎn)物 Li2O2的電子和離子電導(dǎo)率，獲得了鋰-氧電池充放電過(guò)程均受限于界面電子傳輸?shù)闹匾畔ⅲ沂玖朔烹姰a(chǎn)物 Li2O2存在介觀缺陷，提出氧氣電極反應(yīng)界面上電子、鋰離子和氧氣傳質(zhì)過(guò)程新模型。在Li2O2電化學(xué)氧化方面，化學(xué)合成出高純度的非晶態(tài)Li2O2，利用固態(tài)離子學(xué)與微分電化學(xué)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)其電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了深入研究。
對(duì)鋰-氧電池反應(yīng)機(jī)理的研究，可加深研究人員對(duì)這種新型化學(xué)電源的認(rèn)識(shí)，從源頭出發(fā)，解決鋰-氧電池的瓶頸問(wèn)題，進(jìn)而推動(dòng)實(shí)用化進(jìn)程。
