二维材料或可使电动汽车一次充电跑500英里学术资讯

二维材料构筑的催化剂可提升电动汽车的行驶里程。

锂空气电池（Lithium-air batteries）是一种用锂作负极，以空气中的氧气作正极的电池。虽然锂空气电池目前仍处于实验开发阶段，但其在能量密度方面表现出来的优势已经得到了认可，有望成为普通锂离子电池的革命性替代品。催化剂有助于提高电池内部的化学反应速率、提升电池储能和供能性能。因此将锂空气电池与用二维材料制成的先进催化剂配合使用，有望进一步提升锂空气电池的性能。

phys.org网站1月10日报道，美国伊利诺伊大学芝加哥分校副教授Amin Salehi-Khojin的团队在《先进材料》（Advanced Materials）杂志撰文称，他们合成了多种二维材料，部分材料作为催化剂使用，可使锂空气电池的储能性提升10倍。论文通讯作者Amin Salehi-Khojin说。“现在，电动汽车每次充电后大约可以行驶100英里，将二维催化剂加入锂空气电池中，可使其单次充电后的行驶里程增加到400~500英里。这将是储能领域的一个重大突破。”

Amin Salehi-Khojin团队共合成了15种不同类型的二维过渡金属二硫化合物（TMDCs）。TMDCs是一种性质独特的化合物，它具有良好的导电性和电子快速转移能力，可以用于促进电池充、放电过程中的化学反应。研究人员对15种TMDCs在锂空气电池模拟系统中的催化性能进行了研究。论文第一作者、伊利诺伊大学芝加哥分校研究生Leily Majidi解释说：“将TMDCs设计成二维结构，可获得更好的更好的电子性能和更大的反应表面积，从而使其以更稳定的结构参与电池内的电化学反应。与铂、金等传统催化剂相比，二维TMDCs的催化性能要强得多。”

此外，这种二维材料还能与电解质产生协同作用。Amin Salehi-Khojin说：“我们开发的二维TMDCs材料可与离子液体电解质产生协同效应，帮助电子更快地转移，从而更有效地存储和释放能量。这类新材料代表了一种提升电池性能的新途径。现在我们需要做的，就是找到优化材料性能和大规模生产这种材料的方法。”

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编译：雷鑫宇

审稿：alone

责编：张梦

期刊来源：《先进材料》

期刊编号：0935-9648

原文链接：

https://phys.org/news/2019-01-d-materials-enable-electric-vehicles.html