Rationalisierung der katalytischen Oberfläche von sauerstoffvakanzangereicherten, geschichteten Perowskit-LaSrCrO4-Nanoröhren als Sauerstoff-Elektrokatalysator für verbesserte Leistung von Li–O2-Batterien

Abstract Effiziente Elektrokatalyse an der Kathode ist entscheidend für die Behandlung der begrenzten Stabilität und der niedrigen Leistungsfähigkeit von Li−O2-Batterien. Diese Studie untersucht das kinetische Verhalten von Li−O2-Batterien mit geschichteten Perowskit-LaSrCrO4-Nanoröhren (NWs), die aus niedrigeren Oxidationszuständen bestehen. Die geschichteten Perowskit-LaSrCrO4-NWs zeigten eine verbesserte Leistungsfähigkeit über einen weiten Bereich von Stromdichten und eine längere Lebensdauer in Li−O2-Batterien im Vergleich zu V-basierten geschichteten Perowskiten (LaSrVO4) und einfachen Perowskiten (La0.8Sr0.2CrO3) NWs. Röntgenphotoelektronenspektroskopie und elektrochemische Oberflächenanalyse zeigten, dass die beobachteten Leistungsvariationen hauptsächlich von aktiven Stellen wie Sauerstoffvakanz herrührten. In situ Raman-Analysen zeigten, dass diese aktiven Stellen die Kinetik der Sauerstoffreduktion und -entwicklung signifikant modulieren, die mit der Adsorption von LiO2-Intermediaten in Verbindung stehen. Die elektrochemische Impedanzspektroskopie zeigte, dass die aktiven Stellen in den geschichteten Perowskit-LaSrCrO4-NWs zu ihrer hohen Ladungsübertragungsfähigkeit und reduzierten Polarisation beitrugen. Diese Studie präsentiert eine ansprechende Methode zur präzisen Herstellung und Analyse von Cr-basierten geschichteten Perowskiten, die darauf abzielt, eine hocheffiziente und stabile bifunktionale Sauerstoff-Elektrokatalyse zu erreichen.