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O desenvolvimento de catalisadores de sítio único com máxima eficiência de utilização de átomos é urgentemente desejado para melhorar a eficiência de oxidação-redução e a capacidade de ciclagem de baterias de lítio-oxigênio. Aqui, relatamos um método verde para sintetizar átomos isolados de cobalto embutidos em carbono ultrafino rico em nitrogênio como um dual-catalisador para baterias de lítio-oxigênio. O eletrodo alcançado com sítios ativos atômicos expostos maximizados é benéfico para moldar os mecanismos de formação/decomposição de peróxido de lítio nano-distribuído uniformemente durante as reações de redução/evolução de oxigênio devido à abundância de sítios catalíticos de coordenação cobalto-nitrogênio, demonstrando assim uma cinética redox grandemente aprimorada e potenciais excessivos eficientemente amenizados. Criticamente, simulações teóricas revelam que moieties ricos em cobalto-nitrogênio como centros de força motriz podem aprimorar drasticamente a afinidade intrínseca das espécies intermediárias e, assim, sintonizar fundamentalmente o mecanismo de evolução do tamanho e distribuição do peróxido de lítio final. Na bateria de lítio-oxigênio, o eletrodo proporciona polarização de carga/descarrega notavelmente reduzida (0,40 V) e ciclagem de longo prazo (260 ciclos a 400 mA g-1).
Wang et al. (Sex,) estudaram essa questão.