碱性介质中 LiMn$_2$O$_4$ 在有氧析出与无氧析出条件下的锰溶解
材料科学
2023-09-04 v1 化学物理
摘要
氧析出反应(OER)过程中的锰溶解一直是一个持续存在的挑战，阻碍了包括 LiMnO 体系在内的锰基电催化剂在水性碱性电解质中的实际应用。所研究的 LiMnO 颗粒表现出两种不同的锰溶解过程：一种与 OER 无关，另一种与 OER 相关。结合体相敏感的 X 射线吸收光谱、表面敏感的 X 射线光电子能谱以及利用旋转环盘电极对锰溶解的电化学检测，我们探究了在 OER 过程中尚不甚了解的锰溶解机制。我们将近表面氧化与溶解锰所对应的电荷相关联，结果表明在阳极电位下随着表面 Mn4+ 物种的形成锰溶解增加。在 OER 期间观察到的更强溶解归因于 OER 过程中 Mn 形成额外的 Mn。我们表明，在 OER 起始前控制 LiMn2O 中 Mn4+ 的量可部分缓解 OER 触发的溶解。总体而言，我们对锰溶解过程的原子尺度洞察对于知识引导下的电催化剂降解缓解至关重要，并可广泛推广至锰基氧化物体系。
引用
@article{arxiv.2309.00101,
title = {Manganese Dissolution in alkaline medium with and without concurrent oxygen evolution in LiMn$_2$O$_4$},
author = {Omeshwari Bisen and Max Baumung and Cynthia A. Volkert and Marcel Risch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.00101},
year = {2023}
}