Estudos de Atividade Eletrocatalítica de Superfícies Metálicas Selecionadas e Implicações em Baterias Li-Ar

As baterias recarregáveis de lítio-ar têm o potencial de fornecer 3 vezes mais energia específica de baterias totalmente embaladas do que as baterias recarregáveis convencionais de lítio. No entanto, muito pouco se sabe sobre a reação de redução de oxigênio (ORR) e a evolução de oxigênio na presença de íons de lítio em eletrólitos aproticos, o que dificulta a melhoria das baixas eficiências de ciclo das atuais baterias de lítio-ar. Relatamos a atividade intrínseca da ORR em carbono vítreo (GC), bem como em eletrodos de Au e Pt policristalinos, onde o Au é o mais ativo, com uma tendência de atividade de Au > GC > Pt. Medidas com eletrodo de disco rotativo (RDE) foram usadas para obter a corrente cinética da ORR e a ordem da reação em relação à pressão parcial de oxigênio em 1 M LiClO4 em carbonato de propileno: 1,2-dimetoxietano (1:2 v/v). Além disso, eletrodos de ar com carbono Vulcan ou nanopartículas de Au ou Pt suportadas em Vulcan foram examinados em células únicas de Li-O2, onde as tensões de descarga observadas seguem a tendência catalítica estabelecida pelas medidas de RDE. O mecanismo da ORR e os passos limitantes de taxa foram discutidos e contrastados com a tendência de atividade da ORR em soluções ácidas e alcalinas.