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来源：中国科学材料
单电子或双电子氧还原反应(ORR)是非质子型金属-氧气电池的关键过程，其中超氧化物中间体或产物(O2−，LiO2，NaO2等)的稳定性决定了催化剂的ORR活性/稳定性和电池的整体性能。然而，超氧化物具有高反应活性的特点导致其稳定性难以调控。近日，河南大学赵勇教授和南方科技大学张鹏博士等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，将蒽醌衍生物作为助催化剂，成功实现了超氧化物稳定性的调控。
在ORR过程中，该助催化剂首先吸附固体催化剂表面生成的超氧化物，并将其转移至电解液中。研究发现，含吸电子基团的1,4-二氟蒽醌(DFAQ)对超氧化物的吸附强度最高，能最大程度地将LiO2稳定在电解液中，从而大幅提高了表面ORR的反应速率和稳定性。这一结果证明助催化剂对LiO2吸附能的强弱对ORR的活性/稳定性具有重要影响。以锂氧电池作为金属-氧气电池的模型器件，发现DFAQ分子的引入能够显著提高电池的容量、倍率性能和循环稳定性。
本工作有助于深入理解ORR反应机制和提高金属-氧气电池的电化学性能。
来源：SciChinaMater 中国科学材料
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