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Li-CO₂電池因其超高的理論能量密度和固定CO₂的能力而受到廣泛關注和研究。然而，放電/充電過程中緩慢的反應動力學嚴重限制了其發展。

因此，鄭州大學劉清朝、李中軍等提出了一種簡便且環保的方法，即通過結合模板復制和陽離子交換策略，將Ru原子負載到碳布上生長的Co₃O₄納米片表面(SA Ru-Co₃O₄/CC)，并將其成功用于Li-CO₂電池。

該合成方法僅以水為溶劑，煅燒條件容易達到(350℃，空氣氣氛)，大大降低了SASCs的合成成本和難度。

實驗結果表明，3D結構的Co₃O₄納米片陣列具有較大的比表面積和合適的孔隙，以促進電解質和反應物的傳質，并提供足夠的空間來存儲放電產物(Li₂CO₃和C)。而原子分散的Ru物種作為活性位點調整了放電產物的成核行為，從而優化了它們的最終分布，這有利于充電過程中其后續分解。

密度泛函理論(DFT)計算表明，單原子Ru作為驅動力中心可以顯著增強對關鍵反應中間體的內在親和力，從而增強Li-CO₂電池中CO₂還原反應的反應動力學，最終優化放電產物的生長路徑。

此外，Bader電荷分析表明，作為缺電子中心的Ru原子可以提高SA Ru-Co₃O₄/CC陰極對CO₂RR的催化活性。這項工作對新型SASCs的開發和Li-CO₂電池高效催化劑的設計具有重要意義。

Single-Atom Ru Implanted on Co₃O₄ Nanosheets as Efficient Dual-Catalyst for Li-CO₂ Batteries. Advanced Science, 2021. DOI: 10.1002/advs.202102550

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