Tổng hợp sợi nano carbon phủ dây nano xúc tác PtSn nhằm tăng cường hiệu quả điện hóa của điện cực cathode trong pin Li-O2

Abstract

Tấm điện cực được cấu tạo từ các sợi nano carbon phủ dây nano xúc tác PtSn trên bề mặt (CNF@PtSn NWs) đã được tổng hợp bằng phương pháp electrospinning kết hợp với khử dung dịch, ứng dụng làm điện cực cathode cho pin lithium‒oxygen (Li‒O₂). Sở hữu các lỗ xốp lớn liên kết với nhau và diện tích bề mặt lớn, điện cực CNF tích trữ dung lượng riêng khoảng 2001 mAh/g_c tại mật độ dòng 500 mA/g_c. Với sự có mặt của dây nano xúc tác PtSn (PtSn NWs), pin Li–O₂ sử dụng điện cực cathode CNF@PtSn NWs thể hiện hiệu quả điện hóa cao hơn đáng kể với dung lượng riêng tăng lên 4340 mAh/g_c tại 500 mA/g_c. Nghiên cứu đã chứng minh được rằng, PtSn NWs dẫn đến hình thành Li₂O₂nghèo tinh thể, giúp làm giảm sự quá thể cho cả quá trình xả và nạp. Đặc tính này cũng giúp kéo dài tuổi thọ của pin Li–O₂ sử dụng điện cực cathode CNF@PtSn NWs (165 vòng) so với pin Li–O₂ sử dụng điện cực CNF (73 vòng) tại dung lượng giới hạn 1000 mAh/g_c và mật độ dòng 500 mA/g_c.