李绍周教授、黄维教授、宋春元教授、李海教授、黄晓教授和杨立军教授EES文章：通过化学-应力耦合作用实现的酸性硅原电池- 大数跨境

首页

李绍周教授、黄维教授、宋春元教授、李海教授、黄晓教授和杨立军教授EES文章：通过化学-应力耦合作用实现的酸性硅原电池

科学材料站

2021-12-04

导读：本文报道了一种通过化学-应力耦合作用实现的酸性硅原电池的原理及制备。

本文要点

通过化学-应力耦合作用实现的酸性硅原电池

第一作者：陶亚权

通讯作者：李绍周*，黄维*

单位：南京邮电大学大学，南京工业学，南京大学，西北工业大学

研究背景

硅在其电化学氧化过程中可以提供出色的电荷存储能力，但由于表面易形成氧化层，使得硅在常温下具有很高的电化学惰性。本文报道了一种通过引入铜作为催化剂实现电化学和应力耦合途径下提高硅在酸性溶液中的反应活性的方法。

铜催化剂可以诱导高度缺陷的氧化物层的形成，从而促进电解液向硅的传输。因此，催化反应与缺陷氧化结构的结合导致硅的自发和连续的电化学氧化。基于这一原理，研制出了能量密度高、电解质消耗少、保质期长的酸性硅原电池。

文章简介

在这里，来自南京邮电大学的李绍周教授、黄维教授、宋春元教授与南京工业大学的李海教授、黄晓教授以及南京大学的杨立军教授合作，在国际知名期刊Energy & Environmental Science 上发表题为“Silicon Acid Batteries Enabled by a Copper Catalysed Electrochemo-Mechanical Coupled Process”的文章。文章报道了一种通过化学-应力耦合作用实现的酸性硅原电池的原理及制备。

本文要点

要点一：新型硅氧化模型的探讨

硅的常低温条件下持续氧化反应通常是通过蚀刻钝化的SiO₂层来维持的。而刻蚀液的存在使得硅的化学刻蚀反应持续不断进行，这大大影响了它作为电极材料的使用。我们发现过渡金属催化反应可以驱动的高缺陷硅氧化物结构的形成，有望促进电解质在固体中的传输并提高硅的电化学活性。