ИСТИНА

В настоящее время растущая потребность в устройствах запасания энергии для энергоемких применений обусловливает перспективность научных направлений, связанных с созданием новейших эффективных источников тока. Реакции восстановления и выделения кислорода лежат в основе работы наиболее энергоемких химических источников тока - литий-кислородных аккумуляторов (ЛКА) [1]. В качестве материалов положительного электрода для таких источников тока наиболее всего подходят углеродные материалы, благодаря их низкой стоимости, низкому удельному весу и большим величинам получаемой емкости. Тем не менее, устойчивый перезаряд ЛКА с углеродными катодами не был продемонстрирован в связи с деградацией углеродного электрода в ходе циклирования аккумулятора [2]. Не так давно мы успешно применили метод рентгенофотоэлектронной спектроскопии на синхротронном излучении (линия ISISS синхротрона BESSY II, Берлин) для анализа поверхности различных углеродных электродов в ходе разряда литий-кислородной электрохимической ячейки [3]. Возможность регистрации РФЭ-спектров при давлении кислорода 0.3 мбар позволила нам наблюдать формирование реакционноспособных супероксид-радикалов в ходе разряда специально разработанной литий-кислородной электрохимической ячейки. Было обнаружено, что супероксид-радикалы взаимодействуют с углеродом с образованием Li2CO3, что приводит к деградации углеродного электрода [2]. Этот эксперимент позволил нам предложить основной механизм восстановления кислорода на поверхности углеродного катода, и выявить условия, при которых образуется карбонат лития. Было обнаружено, что на более дефектном углеродном материале (восстановленном оксиде графита) доля образовавшегося карбоната оказывается выше, чем на менее дефектном материале (терморасширенном графите), что указывает на ключевую роль углеродных дефектов в процессе образования карбоната лития.