原位环境透射电镜研究SnO2纳米线作为K-O2电池空气正极的放电行为

作者：张利强; 唐永福; 刘秋男; 杨婷婷; 孙海明; 贾鹏; 黄建宇^*

来源：电子显微学报, 2020, 39(06): 621-627.

• 原位环境透射电子显微镜
• SnO2纳米线
• K-O2电池
• 氧还原反应

本文使用先进的球差校正环境透射电子显微镜(AC-ETEM)与原位电化学测试平台,在环境透射电镜中以SnO2纳米线作为空气正极,构建起一纳米K-O2金属空气电池,原位观测该电池在氧还原反应(ORR)过程中的微观变化行为。实验结果表明:在ORR过程中,SnO2纳米线首先转化为Sn单质颗粒与K2O;因纳米尺度的Sn单质颗粒具有优异的催化活性,在O2氛围中纳米线的表面生成了大量的KO2。但由于KO2不能稳定存在,会迅速分解成K2O2并释放O2,导致材料发生巨大的体积膨胀。相关实验结果为宏观K-O2电池的设计与改性提供了直观的实验证据。

• 单位
  燕山大学; 湘潭大学; 环境与化学工程学院