g-C₃N₄光辅助锂氧电池的进展、挑战和前景

光辅助Li-O₂电池越来越被认为是最具吸引力的能量存储和转换系统之一。尽管已有一些综述总结了光辅助Li-O₂电池的配置、工作原理和电化学性能，但光阴极的设计和改进仍然是一个重大挑战。g-C₃N₄因其比表面积大、光吸收波长宽、理化性质稳定和可修饰性强，被众多研究者广泛关注，其在光辅助Li-O₂电池中表现出良好的氧化还原反应动力学、大电流稳定性和优异的循环性能等，但g-C₃N₄光电阴极在实现光辅助Li-O₂电池中的实用化方面仍面临大的挑战。

南开大学谢召军副教授和郑州大学周震教授团队撰写综述重点关注了光辅助Li-O₂电池领域研究最多的材料g-C₃N₄。首先，深入阐述了g-C₃N₄光辅助Li-O₂电池的充放电反应机理。其次，重点讨论了原位g-C₃N₄光电极的制备和二维g-C₃N₄的独特属性。然后，充分描述了g-C₃N₄在光辅助Li-O₂电池中的设计和改进策略以及研究进展和具体实例。最后，总结分析了g-C₃N₄在光辅助Li-O₂电池领域面临的挑战和潜在的改进措施，从而为其在该领域的进一步发展指明了方向。值得注意的是，系统总结g-C₃N₄在光辅助Li-O₂电池中的应用还能够促进光辅助Li-O₂电池中其它光催化剂的研究和发展。

该综述发表于Coordination Chemistry Reviews 2024, 511, 215879，第一作者为南开大学硕士研究生王国凡，通讯作者为南开大学谢召军副教授和郑州大学周震教授。该工作得到了国家自然科学基金(21972070)的资助。

http://dx.doi.org/10.1016/j.ccr.2024.215879