超氧化物和过氧化物之间的可逆转化

最近，南京大学的周浩申教授和日本工业技术研究所的研究小组在《国家科学评论》（NSR）上发表了一篇研究论文。他们成功地实现了超氧化物和过氧化物之间的可逆转化并将其应用于钾。
在此基础上，制备了金属二次电池的正极和大容量，封闭的长周期钾金属二次电池。钾金属二次电池受到其正极容量的限制。
将氧相关的阴离子氧化还原活性引入系统是增加其容量的一种可能方法。但是，该方法仍面临一些应用挑战：首先，与氧有关的阴离子氧化还原活性通常不可逆。
其次，反应系统会产生氧气，因此必须使用其他配件，例如钢瓶和净化器，并且不可能与密闭电池构成完全相反的结构。在这项工作中，研究人员的目标是引入催化导电电极框架，该框架成功实现了超氧化物和过氧化物之间的可逆转化，并将其应用于电池正极，以制备基于氧元素的基于阴离子的氧化还原。
有源大容量封闭式金属钾离子二次电池。研究表明，与传统的钾离子电池正极材料相比，使用阴离子氧化还原活性和基于过氧化物（KO2）与超氧化物（K2O2）之间转化的电极反应可提供更高的容量和能量密度（请参见下图）。
电极反应基于过氧化物（KO2）和超氧化物（K2O2）之间的转化。 （A）与传统的钾离子电池正极材料的能量密度比较。
（B）KO2和RuO2 @ rGO金属催化导电框架之间的复合电极结构。 （C）第一圈的充电和放电曲线。
（D）长周期性能。该研究成功地实现了大容量高比能的钾离子/金属二次电池系统的可逆长循环，并证明基于过氧化物与超氧化物之间可逆转化的氧元素相关阴离子的氧化还原活性可以得到有效控制。
，并应用于二次电池储能系统，为进一步的研究提供了有力的支持。这项工作得到了中国国家自然科学基金的支持。